|
Непривычная сторона GPS - игровая составляющая навигации
 GPS-технологии давно уже прижились не только в военной сфере применения, но и в гражданской. Мало кто заметил, что космические навигационные технологии неожиданно создали новый культурный пласт – а именно родилось несколько направлений коллективных игр, основывающихся на применении GPS. Нельзя сказать, что такое необычное использование навигации является некоей тайной. Тем не менее для многих столь необычный аспект может оказаться новинкой.
Но будем последовательны. Разберёмся шаг за шагом, как GPS плавно перешла в гражданскую сферу, а уже потом в развлекательно-игровую.
Global Positioning System, то есть Глобальная позиционная система – а именно так и расшифровывается столь привычная всем аббревиатура GPS, – родилась в самый разгар холодной войны. Годом инициации можно считать 1973-й – именно тогда создали программу DNSS, которую впоследствии и переименовали в NAVSTAR-GPS.
Датой рождения системы можно считать 14 июля 1974 года – тогда произошёл запуск первого спутника группировки NAVSTAR. Последний спутник первой волны был запущен аж в 1993 году. Предназначение системы было совсем не мирное – GPS передавала данные для точного наведения баллистических и крылатых ракет на цель. В первые годы системы хватало только на неподвижные цели. Но с увеличением количества спутников и, следовательно, улучшения точности ориентирования, к неподвижным объектам добавились и подвижные цели. По сути, все высокотехнологичные ракеты среднего и дальнего радиуса действия мало чего стоят без орбитальной группировки спутников навигации. Для оружия ближнего радиуса действия ещё может хватить инерциальных систем и теленаведения. А вот для более дальнобойных видов ракетного вооружения – нет.
Забавен факт, что именно советская космическая программа подкинула идею американским учёным о создании такой глобальной навигационной системы. Отслеживая первый советский спутник, учёные отметили, что с учётом эффекта Доплера частота сигнала увеличивается, когда спутник приближается, и уменьшается, когда спутник удаляется. Получилась классическая инженерная задача. Зная точное расположение спутника, можно получить данные о скорости и расположении объекта на поверхности Земли.
Минус у ныне существующей системы GPS в том, что определение координат крайне затруднено в приполярных областях. Но в плюсы можно записать то, что навигация работает не только на поверхности планеты, как было в самом начале развития системы, но и в ближнем космическом пространстве, а также на всех высотах в атмосфере. Система всё так же находится во владении и управлении Министерства обороны США, хотя ещё в 1983 году было частично разрешено гражданское использование технологии. Толчком к такому во многом политическому решению стал факт уничтожения американского пассажирского лайнера, который из-за ошибки в навигации вторгся в охраняемое пространство и был уничтожен. Но гражданским пользователям специально урезали точность данных. Лишь используя специальный алгоритм, можно было получать данные с высокой точностью, доступной только военным.
Принцип работы системы прост, как и всё гениальное. Местоположение определяется путём измерения расстояния от спутников, координаты которых точно известны в каждый момент времени, до нужного объекта. Это расстояние вычисляется, исходя из времени задержки распространения сигнала от спутника на принимающую антенну GPS-устройства. Чем больше спутников находится в видимости GPS-приёмника, тем быстрее будут получены координаты. Есть и некоторые условия, связанные с вычислениями. Например, чтобы просто получить координаты на поверхности, достаточно трёх спутников. А вот чтобы к координатам добавить высоту объекта над уровнем моря, необходимо наличие минимум четырёх спутников над горизонтом.
Основой системы NAVSTAR-GPS стали двадцать четыре спутника, которые расположены на шести орбитах вокруг Земли. Полный оборот вокруг планеты искусственные небесные тела проходят примерно за двенадцать часов. Высота орбиты равна 20 180 км. Есть и резервная группировка спутников. На тот случай, если часть основной группировки NAVSTAR будет уничтожена солнечной вспышкой или метеоритами, на орбите находятся ещё семь спутников, которые можно ввести в строй взамен потерянных. Спутники управляются с контрольной станции в штате Колорадо, США. Также существует десять станций слежения – часть из них передаёт на спутники корректировочные данные.
Изначально спутники передавали в гражданском диапазоне частот загрублённый сигнал. Но с мая 2000 года это ограничение снято. Хотя ради справедливости стоит отметить, что во время очередной войны США за демократию в регионе военных действий резко падает точность сигнала GPS. Что в целом логично: военным США совсем не хочется, чтобы их разработками против них же пользовался противник. Военного диапазона загрубление точности не касается.
На современных спутниках GPS, которые вводятся на замену устаревшим, установлен новый стандарт сигнала, так называемый М-код, созданный в рамках концепции навигационной войны. Такой вид сигнала обладает высокой помехоустойчивостью и повышенной мощностью – можно будет повышать его мощность на выборочной территории с площадью несколько сотен километров.
Но не всё в системе NAVSTAR-GPS создаётся только для военных целей. Так, например, в новых спутниках вводят систему частот L5 - 1176,45 МГц. Такой сигнал позиционируется, как safety of life, то есть защита жизни человека. Сигнал L5 значительно мощнее гражданского и потому обладает на порядок большей широтой пропускания. Этот вид сигнала будут использовать при спасательных мероприятиях, в зонах стихийных бедствий, при техногенных и природных катастрофах. Особенно этот сигнал важен для спасательных служб в тяжёлых метеоусловиях, когда плотная облачность может сильно влиять на пропускную способность обычного гражданского диапазона GPS.
В настоящее время точность GPS-приёмников довольно высока. При хорошей видимости спутников можно получить ошибку не более чем 5-7 метров. В некоторых странах погрешность и того меньше – не превышает одного-двух метров. К слову, у военных точность составляет 10 сантиметров. Повышение точности проявилось не только потому, что для гражданских приёмников перестали искусственно увеличивать погрешность, но и из-за более точного определения времени. Триангуляция очень сильно зависит от количества знаков после запятой в оценке времени. Использование современных атомных часов сделало возможным вычислять координаты спутников, их скорость и взаимную позицию ещё более точно.
GPS-навигация ныне используется во многих сферах человеческой деятельности. И не только в гражданской авиации и мореплавании, но и в сугубо простых, ежедневных делах. Многие автомобили оснащены системами GPS-навигации – благодаря этому уже не придётся долго блуждать по незнакомому городу, да и родной город станет намного детальнее. Даже мобильные телефоны и смартфоны вовсю оснащаются чипами GPS. Теперь туризм стал ещё более доступен – можно путешествовать, не боясь заблудиться. А детальные карты большей части поверхности Земли доступны любому человеку, увлекающемуся путешествиями.
Никто и подумать не мог, что GPS пригодится в сфере коллективных игр. Существует несколько направлений GPS-развлечений. Некоторые просуществовали всего лишь несколько лет и исчезли. А некоторые до сих пор существуют и вовсю процветают.
Одна из таких игр – геокэшинг. Тайны в названии нет. Гео – это на греческом языке Земля. А кэш – тайник на английском. В этом и заключается суть геокэшинга как игрового развлечения. Необходимо по координатам находить тайники, спрятанные другими игроками. Эта туристическая игра очень быстро стала популярна практически во всех странах мира. Люди играют в геокэшинг целыми семьями, в одиночку, с друзьями. Всего-то и нужно знать о существовании игры, зайти на соответствующие сайты и иметь GPS-приёмник. Игра началась через два дня после отмены загрубления гражданского сигнала 2 мая 2000 года. Новой более высокой точности вполне хватало для поиска тайников. Родоначальником игры можно считать Дэйва Алмера, который в сетевой конференции первым сформировал правила игры, а затем спрятал первый клад в лесу и выложил координаты на сайт.
Принцип, как уже упоминалось, прост. Одни игроки создают тайники, определяют координаты, публикуют их на сайте игры. А другие игроки стараются эти тайники по координатам отыскать. Чаще всего тайники создают в местах, которые обладают некоей исторической, географической или культурной ценностью. Одним из принципов геокэшинга является процесс непрерывного познания. И потому закладка тайников проектируется таким образом, чтобы игроки узнали что-то новое, увидели новые места, разузнали подробности о местах поиска. Давно уже не создаются унитарные, простые тайники. Теперь поиск клада – это многогранная задача с различными заданиями, загадками, шарадами, подсказками. Чаще всего в качестве первичного тайника выступает всего лишь подсказка – а в ней уже содержатся дальнейшие координаты для поиска.
Давайте сразу оговорим, что находить тайник совсем не просто. Как мы уже упоминали, точность GPS-данных оставляет желать лучшего. И ошибка в несколько метров, а чаще всего в 10-15 метров даёт не самое маленькое пространство для поисков. И в таком районе найти тайник можно только по подсказке, которая обычно даётся в задании. Контейнер с «кладом» может быть миниатюрным по размерам и прятаться где угодно – под камнем, в дупле дерева, в небольшой природной пещере, даже под метровым слоем песка.
Есть также особые правила нахождения клада. Если игрок нашёл всё же тайник, вскрыл контейнер, он имеет право взять какой-либо предмет из «клада», но при этом обязан положить туда нечто равноценное и не менее интересное. Также в тайнике практически всегда лежат блокнот и несколько карандашей. Игроки, нашедшие тайник, должны записать, когда и кто вскрыл контейнер и что туда положил.
Есть также и эксплуатационные правила в отношении тайников. Например, в тайнике всегда должны лежать несколько пакетиков силикагеля, чтобы дождевая вода и природная влага не повредили предметы, спрятанные в контейнере. Заодно желательно положить вскрытый мешочек с красным перцем, чтобы дикие животные не разорили тайник.
В российских реалиях также получили распространение виртуальные тайники. Игроку всего лишь нужно правильно ответить, что находится по координатам, указанным в задании. И нахождение тайника засчитывается. Обычно так делается, если нет возможности спрятать «клад» в безлюдной местности или игра проводится в черте города. Ранее классические игроки и основатели геокэшинга были против размещения тайников в черте городов. Но теперь, так как не у всех есть возможность путешествовать в отдалённые районы, правила смягчились.
На основном сайте игры Geocaching.com опубликованы данные о более чем 700 000 тайников. Наиболее популярный российский сайт по геокэшингу Geocaching.su обладает базой данных, содержащей информацию о 5000 тайников.
Есть такой забавный факт - геокэшинг стал настолько популярен, что крупнейшая фирма по производству GPS-навигаторов Garmin добавила в свои устройства функции по работе с данными о тайниках геокэшеров. Такое внимание к игре мирового производителя дорогого стоит и является настоящим признанием геокэшинга как пласта мировой современной культуры.
Кроме геокэшинга, GPS-навигацию используют некоторые другие коллективные игры. Активно применяются загадки с применением координат в игре «Автоквест». В условия участия входит не только наличие GPS-навигатора, но и владение автомобилем, так как команды передвигаются по городу на машинах, а задания оперативно поступают через SMS или почту. Правила «Автоквеста» предусматривают игру несколькими командами. В каждую команду может входить несколько машин-экипажей, отдельно выделяется мобильный штаб. Организаторы выдают задания напрямую штабам команд – а уже те сами распределяют полученные данные между экипажами. Чаще всего задание само по себе является шарадой – и вначале нужно отгадать, что с ним делать. А только потом уже команды приступают к его выполнению. Так или иначе, результатом решения обычно выступают координаты места, прибыв на которое, команды продолжают решать дальнейшие загадки. В окрестностях точки с заданными координатами обычно спрятан тайник, в котором размещён определённый код. Команда, нашедшая код, передаёт его своему штабу, а тот уже сообщает организаторам. В дальнейшем по результатам нахождения кода и засчитывается победа.
Если команда не может справиться с заданием, предусмотрены подсказки. По прошествии трети времени, отведённого на задание, выдаётся маленькая подсказка. Если это не помогло и прошло две трети времени, выдаётся существенная подсказка. Задания разнятся по сложности и длительности выполнения. Существуют как навигационные задания, так и агентские загадки, когда нужно найти определённого человека в местности с заданными координатами.
Использование нескольких экипажей предусматривает, что задания дают на достаточно обширной площади. Грамотное распределение экипажей позволяет выполнять задания более оперативно.
Также существуют различные вариации классических навигационных игр. Но в любом случае применение GPS остаётся обязательным. Есть особая магия в цифрах широты и долготы, которые добавляют таинственности коллективным туристическим играм. GPS-навигация с каждым годом всё больше и больше захватывает игровую сферу, проникая и в ролевые игры, и в пейнтбольные схватки, и в глобальные сражения военных реконструкторов.
|
