Большинство публикаций, посвященных глобальной системе определения координат GPS (Global Positioning System), описывают лишь только применение ее для навигации на море. На самом же деле эта система равно эффективна и в море, и в степи, и в горах, и в тундре. Настоящая статья предназначена для путешественников, рыболовов, охотников и вообще для всех, кто любит бывать подолгу на природе, при этом, постоянно зная, в какой точке карты он находится, куда следует идти, чтобы прийти туда-то и туда-то к достопримечательности, отмеченной на обыкновенной туристической карте из магазина.
В предлагаемой Вашему вниманию статье периодически будет использоваться сокращение "GPS-навигатор" в смысле небольшого портативного приемника спутниковых навигационных сигналов, а не всей глобальной системы спутников и наземных станций слежения за ними.
Основное условие возможности обыкновенного использования GPS-навигатора состоит в том, что показания его всегда могут быть представлены в универсальной (или всемирной) прямоугольной системе координат Меркатора (UTM). Этот способ представления округлости поверхности Земли на плоской карте наиболее распространен в мировой картографии общего (гражданского) применения. Это наиболее существенная часть всей нашей статьи. К сожалению, несмотря на то, что все GPS-навигаторы способны определять долготу и широту места, далеко не все из них могут преобразовывать значения долготы-широты в координаты Меркатора.

Я давно составил для себя список приоритетов среди вещей, необходимых в дальнем походе:

1. Портативный GPS-навигатор (разумеется, с запасными батарейками!).
2. Компас.
3. Карта.

Оптимально иметь все три указанных предмета, однако если я окажусь случайно в незнакомой местности, пусть лучше со мной будет GPS-навигатор. На самом деле, я пользуюсь в своих путешествиях также и компасом, что сильно экономит батарейки GPS-навигатора. Карту с собой я беру редко.
Мой GPS-навигатор — это "Garmin 75", которому уже 3 года. Я интенсивно использую его в моих передвижениях по территориям севернее озера Онтарио. Ничто не может сравниться с ним в полезности, а точность его определения координат даже, можно сказать, превосходит мои потребности. Если мне удается найти полянку, на которой немного деревьев, точность определения координат получается не хуже 50 ярдов (45 метров), а чаще всего — гораздо лучше.
Внутри помещения антенна GPS-навигатора не имеет возможности принимать качественный сигнал от спутников. Со своей стороны, листья и ветви деревьев будут переотражать сигналы, что также ухудшит работу прибора. Не могу сказать, в какой из сезонов охоты и рыболовства (а я все время провожу в Канадской лесостепной зоне) условия для работы GPS-навигатора лучше. Но меня они всегда устраивали, если только хватало времени выбрать место, где небо было бы полностью открыто, по возможности, до горизонта и если делать отсчеты через каждые полчаса. Во время определения координат положения очень полезно немного двигаться вокруг выбранного места.

ТОЧНОСТЬ:
Я проверил точность работы спутниковой навигации, когда по заданию правительства определял координаты пикета на холме, нависающем над Оттавой. Тогда при 10 определениях, выполненных одно за другим через 3-4 минуты, после усреднения результатов мне удалось получить точность 5,4 м! Разумеется, в этом случае условия для обзора небосвода были идеальными, которых и не следует ожидать от путешествий по лесам Канады.
Орбитальная группировка спутников системы GPS принадлежит и управляется Министерством обороны США, которое обладает исключительным правом уменьшать точность работы всей системы. Когда запускается специальная компьютерная программа, создающие помехи GPS-навигаторам, а это происходит почти постоянно, точность остается не хуже 100 м. У меня GPS-навигатора не было во время войны в Персидском заливы, а конкретнее — во время операции "Буря в пустыне", а потому я не могу ничего сказать о влиянии Министерства обороны США на состояние навигационной системы в тот период времени.
Если Вы решили спрятать сокровище, а затем лет через пять вернуться на то же место и выкопать его, то одним GPS-навигатором вам не обойтись, ведь точность определения места захоронения клада не превысит 20-50 м. Сначала определите координаты какого-нибудь заметного объекта вроде скалы или столетнего дуба. Затем, при помощи компаса и рулетки задайте направление и расстояние до места закладки клада. Запишите координаты, азимут и расстояние, но не потеряйте их!
Если вы стремитесь путешествовать по горам и по долам и вернуться домой без проблем, чтобы не пройти мимо сторожки или закиданного ветками грузовика, то GPS-навигатор — это то, что вам нужно.

ЧТО ЛУЧШЕ: ДОЛГОТА И ШИРОТА ИЛИ КООРДИНАТЫ МЕРКАТОРА (UTM)?
Когда я только начинал осваивать работу с GPS-навигатором, использовал я только координаты в виде долготы и широты, а потому постоянно преобразовывал координаты из формата карты в формат работы навигатора, и наоборот. Есть более совершенный метод, который получается из соотношения между топографической градусной разметкой большинства карт и возможностями представления координат на экране GPS-навигатора. Это очень важный момент. Не стоит тратить время на бесконечные преобразования долготы-широты в другие единицы координат, по крайней мере, на суше, где на карте почти всегда нанесена сетка проекции Меркатора (UTM).
Если Ваш старенький GPS-навигатор не может выдавать координаты в проекции UTM, это не катастрофа, но тогда вам действительно придется определять координаты в значениях долготы-широты. Этого может вполне хватить для ориентации в пространстве без карты. Однако для облегчения преобразования от координат карты в координаты GPS-навигатора и обратно, вам не удастся обойтись без координатной сетки, и в этом случае проекция Меркатора (UTM) является самой распространенной. Когда вы решаете, какой GPS-навигатор купить, обязательно убедитесь, что он поддерживает представление координат в универсальной прямоугольной проекции Меркатора, сокращенно обозначаемой UTM. Если продавец не сможет утвердительно ответить на ваш вопрос, НЕ ПОКУПАЙТЕ.

КАРТЫ:
Большинство карт размечены по долготе и широте и, их можно переводить к реальным линейным размерам, умножая на градусы, минуты и секунды согласно масштабу карты. Топографические карты с масштабами от 1:100 000 до 1:50000 обычно имеют также разметку и в проекции Меркатора (UTM). По возможности, старайтесь приобретать только такие карты.
В Канаде издается серия топографических карт масштаба 1:50 000, где одна клетка равна 2 см, что соответствует 1 км на местности. Это означает, что каждая деталь, на карте имеющая размер 1 мм, на местности будет иметь размер 50 м. Если Ваша карта имеет масштаб, отличный от 1:50 000, проверьте и определите, чему равна сторона клетки (сетки) карты. Хотя топографические планы США серии 1:24 000 все имеют одинаковый размер сетки 1000 метров (1 км), мне попалась как-то карта Службы Защиты Лесов США в масштабе 1:100000, где ячейка сетки имела масштаб 10 км! А вот канадские топографические карты масштаба 1:250000 имеют размеры ячеек, совершенно непригодные для практической работы.
Новейшие топографические карты Геодезической службы США представляют собой прямоугольники размером 2,25 х 4,5 м в метрическом масштабе 1:25000, в версии проекции Меркатора NAD 27 UTM. Карты эти складываются наподобие дорожных карт. Купить их можно по адресу: USGS Map Sales, Box 25286, Denver, Co. 80225 abd по цене $4 за единицу с добавлением $3.95 на упаковку и пересылку.
Я настроил свой GPS-навигатор в метрические единицы измерения и в картографическую проекцию UTM, хотя любой желающий может использовать ту же проекцию UTM в сочетании с единицами измерения в ярдах/футах, однако для пользования картографической проекцией Меркатора UTM все равно потребуется установить единицы измерения "метры".
По поводу приобретения других топографических карт США обращаться по телефону: 1-800 USA MAPS. Вот еще и две книги, где подробно расписывается суть картографических проекций: первая — "Map Use" автор Phillip C. Muehrcke, JP Publications, Madison, WI. Другая — небольшая, но очень доступно изложенная, брошюра, изданная в Канаде под названием "Map Reading" автора L.M. Sebert. Разумеется, есть и другие книги, но я их не читал.

ПУТЕШЕСТВИЯ.
Когда я отправляюсь в дальнюю поездку, останавливаясь в пути для заправки или перекусить, я всегда включаю свой GPS-навигатор, чтобы он определил свое положение, не записывая при этом координаты места в память. Делаю я это потому, что при первом своем включении GPS-навигатор сам запоминает свое местоположение и затем фиксирует сам место, где он последний раз работал. Если прибор обнаруживает, что известные ему спутники находятся не в тех местах, где они должны были бы быть, то он должен будет заново полностью переопределить свое положение (эта операция иногда называется "инициализация"). На это может потребоваться пара минут. Это место с вновь определенными координатами сохранять не требуется. Если во время путешествия регулярно выполнять эту операцию, то по прибытии к конечному пункту ваш GPS-навигатор сразу же будет готов к работе.
Если Ваш навигатор запитывается от электросистемы вашего автомобиля, тогда у вас вообще не будет проблемы с определением положения навигатора в конце путешествия, потому что его можно не выключать (подробности — ниже).

ТОЧКИ.
"Точка" — это место, описание и координаты которого записаны в памяти GPS-навигатора. Точками могут быть КПП на дороге, какие-то местные достопримечательности, кемпинги, развесистое клюквенное дерево, где Чарли подстрелил свою первую сайгу или вообще, что угодно. Точку можно создать вручную, или по данным, взятым из карты. Такие точки можно создавать, даже не выходя из дому. Однако чаще всего точки создают, находясь на том месте, где точка и быть должна в действительности. GPS-навигатор определяет положение, которому тут же присваивается имя и точка записывается в память прибора. Для этого, прибывая на стоянку в лагерь, включайте свой GPS-навигатор и сохраняйте координаты места под именем CAMP ("лагерь"). С течением времени все больше интересных мест обнаружится в окрестностях вашего лагеря, которые получат свои уникальные имена и будут сохранены как точки. Но не следует сохранять все точки подряд. Слишком много точек просто превратят память навигатора (и Вашу) в кашу. Лучше меньше — да лучше.
Здесь есть один интересный момент. Прежде, чем сохранить свою первую точку, продумайте способ их нумерации. К примеру, точки на трассе могут быть поименованы TR1, TR2, TR3..... или в плавании PL1, PL2, PL3... Имея такие серии точек, в последующем их очень просто можно будет нанести на карту и проложить всю фактическую траекторию пути.
Имея при себе GPS-навигатор, любой желающий может исследовать новые незнакомые территории безо всякого опасения и своем местонахождении. GPS-навигатор, определив свои координаты в пространстве, укажет расстояние (в км или в милях) и направление (магнитное, истинное или по сетке карты) для ближайших 10 точек. Предположим, что вы решили вернуться в лагерь. GPS-навигатор "скажет", что до лагеря 3,3 км в направлении 120О. Теперь выключайте GPS-навигатор, поворачивайте на курс 120О или около того и идите. Совсем даже не требуется выдерживать математически точное значение в 120О. Обходите бугры и буераки, болота и канавы. Пройдя выбранным путем некоторое время, снова включите GPS-навигатор и проверьте расстояние и направление до точки CAMP ("лагерь"). Теперь вы обнаруживаете, что до цели осталось всего 2,2 км, но в направлении 145О. Выключаете навигатор и продолжаете двигаться еще южнее. Таким образом, Вы очень скоро придете прямо к своему лагерю.

Всемирная Прямоугольная Проекция Меркатора: ПОПЫТКА ОБЪЯСНЕНИЯ.
Вашему вниманию предлагается упражнение, поясняющее, как пользоваться Всемирной Прямоугольной Проекцией Меркатора при работе с картой. Для тех из вас, кто уже имеет GPS-навигатор с точками, записанными в формате долготы/широты, может не беспокоиться об их сохранности: ничего не пропадет. GPS-навигатор конвертирует их обратно и вперед безо всяких утрат. В случае с моим "Garmin 75", имея на экране страницу AUX, выберите пункт меню UNITS/HEADING (единицы измерения для указания направления), затем выберите закладку Posn ("Положение") и установите UTM/UPS. После этого, имея разлинованную сеткой карту местности, где вы сейчас находитесь, выйдите на открытое пространство и определите координаты своего положения (я убежден, что настоящие рекомендации в большей или меньшей мере подойдут для всех портативных GPS-навигаторов).
Подождите, пока показания на экране прибора стабилизируются и, будут выглядеть примерно так: 18T 0439535 5024750 (Имейте в виду, пожалуйста, что указанные координаты слегка отличаются от указанных в моей подписи в электронных письмах). Запишите эту цифру, выключите GPS-навигатор и переходите в помещение к карте и, в месте своего положения сделайте метку карандашом (предполагается, то вы знаете, где находитесь!).
Посмотрите внимательно на белые полосы вдоль границ карты: вы увидите, что линии, делящие карту на клетки, пронумерованы. Теперь, имея номера на сетке карты и цифру, полученную вашим GPS-навигатором, найдите между ними соотношение. Посмотрите на нумерацию сетки карты вдоль нижней границы карты и ищите совпадение с первой цифрой, например, 0439535 из записанных выше. Поближе к моему дому на карте имеется линия сетки номер 39 (номер указан на пересечении линии сетки с нижней границей карты).
Далее, посмотрим на номера линий сетки, идущие вдоль левой и правой сторон карты, где я вижу цифру 24 достаточно близко от моего дома. Мой дом располагается восточнее и севернее точки, где пересекаются 39-я линия "Север-Юг" и 24-я линия "Запад-Восток". Разность между восточным направлением и северным - от пересечения 39-й и 24-й линий указывается тремя цифрами после соответствующей цифры, т.е. 535 метра восточнее и 750 метров севернее.
Как я сказал ранее, сетка проекции Меркатора UTM на полях карты &151; основной способ соотнесения сетки карты показаний GPS-навигатора. Используя такой метод, вы можете двигаться в любом направлении с точностью 50 м. На топографической карте 1:2400 этот показатель может быть еще выше.
Универсальная проекция Меркатора UTM используется в практике довольно длительное время. Чтобы облегчить восприятие сетки UTM сравнительно с линиями долготы и широты, представьте себе те же линии долготы, только меридианы проведены через 6О. Полосы имеют ширину 6О с центром на меридиане, начиная со 180О западной долготы и нумерованными к востоку по возрастающей. Таким образом, вся Америка покрывается зонами с номерами от №7 до № 22.
Я живу в Оттаве и моя зона №18. На гусей мы охотимся западнее, в зоне №16. Заповедник Йеллоустоунский парк располагается в зоне №12. Чтобы надежно использовать сетку карты, практически необходимо знать, в какой зоне вы находитесь, потому что, выдавая координаты UTM, GPS-навигатор, прежде всего, укажет номер пояса. Буква "T" в нашем примере, применительно к системе UTM означает, как далеко к северу или к югу от экватора вы находитесь. В обычных условиях номера зон и буквы вам вряд ли пригодятся. Однако сетка UTM покрывает всю поверхность земного шара и, почти для всей поверхности имеются соответствующие карты.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КООРДИНАТ МЕРКАТОРА UTM:
В системе записи координат UTM, сначала указывается положение "восточнее" относительно зонного меридиана, а затем указывается положение "севернее". Обратите внимание, что в системе UTM, измерение ведется от запада к ВОСТОКУ или "восточнее". При отсчете координат их следует прочитывать СЛЕВА НАПРАВО. Другими словами, координата "восточнее" всегда указывается первой, за которой указывается положение "севернее".
Координаты точки могут быть заданы несколькими способами. Вот пример: 18T 0439535 5024750. Это полная запись координат моего дома в Оттаве, определенная с максимально возможной для моего "Garmin 75" точностью. 18T обозначает только область на поверхности Земли, где я располагаюсь и в общем случае не несет другой информации. Остальные 14 цифр следует разделить на 2 группы: 0439535 читается "ВОСТОЧНЕЕ" от меридиана 18-й зоны, в метрах. Можно отделить километры: 0439,535. Ноль в начале ничего не значит, а просто резервирует место для большого числа. Десятичные цифры образуют метры: их получается 535. Итак, полных километров 439. На самом же деле, 0439.535 следует читать как 395, отбрасывая в начале 04, а затем округляя 0,535 до 0,5 и игнорируя десятичные. Если десятичные не записывать, а 5 будет означать 500 метров или 0,5 километра, это даст точность наземных измерений в 100 м.
Таким же путем число 5024750 "СЕВЕРНЕЕ" становится равным 247 км. И вот, в итоге, я могу сказать, что я живу в точке 395247 в районе Оттавы (или в зоне 18Т карты в системе UTM), причем с точностью до 100 метров. Такая шестизначная система уже довольно длительное время используется военными для обозначения целей, объектов, точек встречи и т.п.
Когда-то систему Меркатора мне преподавали в военном училище во время Второй мировой войны, но я все забыл, пока не приобрел себе GPS-навигатор. Можно быть более точным и предложить число 39542475, которое определит координаты моего дома с точностью до 10 м. В обоих случаях, вам потребуется знать, какую карту я использовал.
Легко видеть, что у разных точек могут быть одинаковые координаты в 6-значной записи. Для преодоления этой проблемы, в случае использования 6 или 8 значащих цифр координат, обязательно следует указать карту, по которой координаты снимались. В противном случае следует указывать полный адрес, т.е.18T 0439535 5024750
Координаты ячейки сетки на карте обычно представляются восемью цифрами, причем первая половина считается "восточнее", а вторая — "севернее". Когда адрес "восточнее" записывается после номера зоны (18T в рассматриваемом примере), одна цифра добавляется к числу "севернее", т.е. 18T 439535 5025750.
Рассматривая сетку проекции Меркатора на карте, и в масштабе 1:50000, и 1:100000, размер стороны клетки будет, в общем случае, равен 1 км или 1000 м. Довольно просто вообразить деление линии клетки на отрезки по 100 или по 10 метров. Наивысшая точность на карте масштаба 1:50000 составит 50 метров местности в 1 мм карты. Заметьте, только, как правило! Компасы "Silva" с одной стороны градуированы в миллиметрах, что позволяет использовать их для измерения координат "восточнее" от стенок клетки на карте и "севернее" - от линий клеток "Восток-Запад". Звучит несколько запутанно, не так ли? Но на самом деле все гораздо проще. Взять карту и показать гораздо проще, чем описать и объяснить все словами.