Когда-то путешественники, отправлявшиеся в дальнюю дорогу, не имели ни карт, ни навигационных приборов – ничего, что позволяло бы определять местоположение. Приходилось рассчитывать на свою память, Солнце, Луну и звезды. Люди делали зарисовки мест, в которых им удалось побывать, – так появились первые карты. Современные карты, построенные на основе данных аэро- и космической съемки, отображают практически любой участок земной поверхности с высокой точностью. А с помощью специальных компьютерных программ можно построить трехмерную карту.
Первые карты содержали огромное количество неточностей: поначалу никто и не помышлял о строгости измерений, масштабах, топографических знаках. Но даже такие карты ценились очень высоко. С их помощью можно было повторить путь, пройденный первооткрывателем, и избежать неприятностей, которые во множестве подстерегали путешественников. С изобретением книгопечатания качество карт значительно выросло. На них появились символические изображения гор, лесов, пустынь и другая информация. Составление карт стало уделом профессиональных картографов. Развитие авиации и фотографии дало возможность проводить съемку Земли с высоты. А с появлением спутников на поверхности нашей планеты не осталось мест, которые не нанесли бы на бумагу.
Современные карты сильно облегчают и работу специалистов, и жизнь туристов. Более того, если при создании топографической карты использовать специальные компьютерные программы, можно получить трехмерное изображение и определить маё месцазнаходжанне. Самое удивительное, что для изготовления трехмерных карт не требуется сверхдорогого оборудования. Сделать такую карту может каждый, достаточно иметь доступ к Интернету и компьютер с рядовыми характеристиками.
В наши дни непростую задачу по нахождению координат взяли на себя GPS-приемники (GPS – аббревиатура, составленная из английских слов “Global Position System”). Эти небольшие устройства принимают сигнал от навигационных спутников подобно тому, как обычный приемник принимает радиосигнал от радиостанции. Каждый космический аппарат периодически посылает на Землю сигналы, в которых содержится информация о времени отправки сигнала и о точных координатах спутника. GPS-приемник вычисляет разницу во времени между посылкой и получением радиосигнала. Умножив полученное значение на скорость распространения радиоволн, устройство находит свое расстояние до спутника.
Если бы измерения выполнялись с идеальной точностью, GPS-приемнику хватило бы данных от трех спутников, чтобы вычислить свои координаты на поверхности Земли. Нужная точка находилась бы на пересечении трех сфер, центры которых совпадают с местом нахождения спутников, и поверхности Земли.
Из-за того, что в измерениях имеется погрешность, для повышения точности используют данные не менее чем от четырех навигационных спутников. Чем больше данных от разных спутников использует в расчетах своего положения GPS-приемник, тем выше точность найденных координат.
Военные спутниковые навигационные системы, такие, как NAVSTAR и ГЛОНАСС, кодируют передаваемый сигнал так, что ошибка в расчете координат может составлять 50 м и более. Те же, кто владеет секретным кодом, имеют возможность определить свое положение с точностью в несколько метров.
