Особенности использования спутниковых навигаторов в горах

Приятно залезть на гору налегке и застать такие виды. Только спускаться пришлось безлунной ночью. Навигатор здесь оказался очень кстати. Начало спуска с первопрохождения (предположительно, 5Б) на п. Узбекистан (5100)

Так сложилось, что летом прошлого года меня позвали работать гидом на пик Ленина. Сам я на этой горе раньше не бывал, поэтому решил компенсировать свое незнание маршрута приобретением GPS-навигатора. Приборчик очень пригодился уже на том выезде, но с тех пор я постоянно открывал для себя новые возможности спутниковой навигации в горах. Памятуя о том, сколько времени у меня ушло на нахождение и освоение всех этих фишек, считаю своим долгом поделиться опытом.
Часть наблюдений, изложенных в этой статье, справедлива и для ориентирования на равнине. Однако, некоторые приемы становятся актуальны именно в горах.

Итак, перед тем, как начать подробное изложение техники и особенностей применения навигатора в горах, перечислю, для чего вообще может пригодиться этот недешевый (и часто не легкий) прибор, чтобы стало понятно, насколько оправдано его приобретение и постоянное ношение. Начнем с самого простого и очевидного.

Способы применения

1. Возвращение с некрутого маршрута в условиях плохой видимости по записанному на подъеме или заранее загруженному в память устройства (тогда по нему можно и подниматься) треку.

2. Создание нычек со снарягой или продуктами в самых неприметных местах и их обнаружение даже при полном отсутствии видимости

3. Собственно, ориентирование в незнакомой местности, в том числе при отсутствии видимости. Именно этому пункту будет посвящена большая часть статьи. На нем основаны перечисленные далее приемы.

4. Создание описаний по некрутым маршрутам (или их участкам, до 75°). Особенно это актуально для участков, пройденных с одновременной страховкой или фри-соло.

5. Улучшение контроля за движением группы из лагеря. Сразу поясню. Не будет больше ситуаций, когда в 16.00 группа заявляет, что «уже подходим к вершине», а в 18.00, что «нам пара веревок до гребня осталась». С навигатором все просто – если начспасу известна высота вершины и если он хорошо знает маршрут, то узнав высоту группы, он может с очень большой точностью определить ее местоположение и оценить ситуацию. Конечно, этот прием может быть использован и самими участниками, для самоконтроля. Поэтому, при создании описаний для гайда по Дугобе я всегда старался записывать высоту вершины по навигатору (данные карт и классификатора могут быть очень неточными).

Техника (железо)

По всей вероятности, для ориентирования в горах можно применять любой прибор (в том числе, телефоны и планшеты), оснащенный GPS-модулем. Разумеется, чем надежнее прибор, тем больше на него можно полагаться. Например, если вы работаете с обычным, незащищенным смартфоном, нужно всегда учитывать возможность его поломки или разряда встроенного аккумулятора. В этом смысле, специальные ударопрочные навигаторы, при наличии запасного комплекта батареек, намного надежнее, да и классическое кнопочное управление значительно удобнее сенсорного экрана. С другой стороны, экраны смартфонов выдают более качественную картинку, что дает очень большой бонус при навигации по спутниковым снимкам. При подготовке смартфона для выезда в горы, обязательно нужно учитывать, что большинство программ под Андроид (и, насколько я понимаю, у Эппла) заточены под онлайн, и нужно проверять, будут ли они нормально работать без интернета.

Отдельно следует сказать о компактных навигаторах и о бюджетных или старых моделях с маленькими экранами, без поддержки карт разнообразных форматов. Их можно с успехом использовать для нахождения нычек, для возвращения по треку и для базовых навигационных задач. Хорошо иметь такой прибор в качестве запасного, и для выходов, которые не предполагают сложного ориентирования (например, на крутом маршруте, со спуском по пути подъема, когда нет необходимости составлять описание). По поводу часов с GPS-модулем ничего сказать не могу, не пользовался.

Сам я полтора года использую Garmin GPSmap 64 и с другими устройствами почти не работал, поэтому рассуждения о технических характеристиках устройства могут быть не слишком объективными. Тем не менее, постараюсь максимально непредвзято предположить, какие функции и технические характеристики могут оказаться необходимы или полезны для навигатора, который предполагается использовать в горах.

1. Классическое кнопочное управление. Очевидно, что сенсорный экран не очень удобен в экстремальных условиях

2. Ударопрочность и влагозащищенность

3. Возможность замены батареек или аккумулятора

4. Качественный и достаточно большой экран, для ориентирования по низкоконтрастным спутниковым снимкам. Например, у серии GPSmap экранчик вполне адекватного размера, но качеством и яркостью изображения производитель пожертвовал – по всей видимости, ради экономичного расхода заряда батарей. В результате, днем, даже в пасмурную погоду, приходится рассматривать карту, накрывшись с головой курткой.

5. Встроенный магнитный компас. Очень полезная функция. В горах особо не побегаешь, и направление движения постоянно искажается из-за погрешности (навигатор постоянно пересматривает свое месторасположение, в пределах 3-70 метров – в зависимости от количества найденных спутников – и не может отличить это от ваших перемещений). При скорости движения от 4 км/ч проблема не так заметна, но на маршруте это – серьезный недостаток. Кроме того, без магнитного компаса невозможно определить стороны света, стоя на месте.

6. Барометрический альтиметр. В моем навигаторе этот модуль тоже отсутствует, поэтому не могу с уверенностью сказать, насколько он эффективно работает в связке с данными спутников. Как правило, барометрические альтиметры на часах, даже после калибровки, выдают погрешность +-50 метров. На равнине и на некрутых склонах спутниковые данные намного точнее, но можно предположить, что на стене барометрический альтиметр может увеличивать точность показаний прибора.

7. GPS+Глонасс. Мой товарищ сравнивал показания двух приборов серии GPSmap, один из которых поддерживал обе спутниковые системы. Оказалось, что точность показаний (погрешность не более 3 метров) и динамика уменьшения погрешности (скорость с которой прибор находит спутники и, соответственно, увеличивает точность позиционирования) почти не отличаются. Однако, он сравнивал приборы на равнине. В горах, особенно на крутом маршруте, часть неба всегда закрыта массивом горы. Поэтому можно предположить, что увеличение количества спутников на видимом участке неба может увеличить точность показаний прибора.

8. Поддержка разнообразных форматов карт. К сожалению, пишу эту статью в горах и в «оффлайне», поэтому не могу почитать и вспомнить, как называются все эти форматы. Суть в том, что самые простые и старые модели приборов поддерживают только специально созданные для них карты, которых не так уж много. В более дорогие, новые навигаторы можно закачивать, после элементарного форматирования, практически что угодно, в том числе и спутниковые снимки. Особенно удобно пользоваться форматом JNX – подробнее об этом см. раздел Картография.

9. Объем памяти. Часто производители подают этот пункт как одну из ключевых характеристик, и модели с разным объемом памяти могут сильно отличаться в цене. Лично мне небольшого объема встроенной в моем устройстве памяти всегда хватало с запасом, а слот для microSD так до сих пор и пустует. Может быть, эта характеристика актуальна для использования навигатора в более цивилизованных регионах земного шара, по которым есть очень детализированные карты…

Необходимые функции (софт)

Начиная осваивать свой навигатор, я много времени потратил на то, чтобы разобраться в функциях вроде «ведение по треку», «сигнал о прибытии в точку следования», которые, как я потом понял, предназначены скорее для автомобилистов. Здесь я перечислю функции, которые оказались наиболее востребованы при ориентировании в горах. Скорее всего, что-то подобное можно найти в большинстве навигаторов. Купив устройство, желательно до выезда в горы все это найти, при необходимости настроить и научиться уверенно использовать.

1. Запись трека, настройка его отображения на карте. Навигатор предлагает множество опций и настроек для работы с треками. К сожалению, большая их часть совершенно не годится для хождения в горах – по сложному рельефу, в отсутствии карт с обозначенными дорогами и тропами (возможно, где-нибудь в Европе дела обстоят иначе…). Например, если вы обозначите на только что скачанной в навигатор карте Генштаба место ночевок в качестве пункта следования, он вряд ли подскажет вам что-то более интересное, чем прямую линию. Не стоит даже просить прибор провести вас по только что записанному треку в исходную точку. По всей видимости, навигатор выдает стабильную погрешность (у моей модели 5-10 метров), в зависимости от ориентации антенны, и будет постоянно предлагать вернуться туда, где, по его мнению, располагается тропа. Кстати, по этой же причине при движении по закрытому леднику не получится смотреть на экран навигатора и идти точно по замаскированной свежим снегом тропе. А вот вернуться на нее вполне реально – навигатор поможет достаточно быстро определить, забрали вы слишком в лево, или в право.
Ну да хватит о том, чего не нужно делать. Имеет смысл просто настроить архивацию треков, научиться быстро находить их и делать так, чтобы их нитки отображались на карте. Еще, где-то в настройках может быть регулировка частоты записи точек трека. Скорость в горах небольшая, поэтому писать их можно редко. Правда не знаю, экономит ли это заряд батареи, или только место в памяти.

2. Отображение погрешности прибора. Как только навигатор свяжется с несколькими спутниками (три, кажется?), он начинает уверенно отображать свое местонахождение на карте. Только погрешность при этом оказывается под сотню метров. По мере нахождения новых спутников, точность показаний значительно увеличивается (погрешность до 3 метров на GPSmap). Для того, чтобы понимать, в какой момент можно начинать доверять данным прибора, имеет смысл настроить его так, чтобы он отображал возможную погрешность на одном из экранов - скажем, на карте

В настройках включена опция отображения двух информационных окошек в верхней части карты

Или, во всяком случае, нужно уметь быстро переключаться на страницу, на которой можно это узнать. Для особо нетерпеливых, можно научиться быстро открывать экран, на котором отображается процесс поиска спутников.

3. Хорошо, если помимо погрешности на экране по умолчанию отображается высота над уровнем моря, поскольку это – самая важная навигационная информация в горах.

4. Измерение расстояния. Важно уметь измерять расстояние как от места нахождения прибора, так и между любыми точками на карте. Особенно важно уметь это делать при ориентировании в горах, поскольку данным по треку доверять нельзя: устройство добавляет расстояния, полученные в процессе корректировки местоположения устройства (в рамках погрешности) к тому, что вы реально прошли.
5. Запись маршрутных точек. С этим все просто – нажимаете кнопочку и получаете маршрутную точку (на моем устройстве, в качестве названия, ей присваевается порядковый номер). Конечно, делать это следует, когда погрешность позиционирования становится минимальной. Однако, для того, чтобы не ломать себе потом голову, что обозначает этот флажок с цифиркой, имеет смысл научиться быстро печатать на устройстве. Конечно, в комфортных условиях окружающей среды, для этого наиболее удобны смартфоны и навигаторы с сенсорными экранами. Но и обычными кнопочками, при должной сноровке, можно напечатать название для маршрутной точки, по которому ее можно будет потом легко опознать.

Определение крутизны и протяженности участков
При прохождении маршрутов фри-соло и с одновременной страховкой, часто бывает непросто определить пройденное расстояние. Серьезная проблема, если хочешь потом сделать описание. Еще перед покупкой навигатора возникла мысль, что с его помощью эту проблему можно успешно решать. Оказалось, действительно, на склонах примерно до 75° показания навигатора оказываются достаточно точными, чтобы определить протяженность и крутизну участка. Для этого нужно не забывать отмечать ключевые точки маршрута, предварительно добиваясь максимально возможной точности позиционирования (достаем устройство из кармана и держим его на вытянутой руке, как можно дальше от склона). По возвращении с горы, вспоминаем школьный курс геометрии: перепад высот между ключевыми точками маршрута известен, расстояние между ними по горизонтали измерять умеем, это – два катета прямоугольного треугольника, по которым находим гипотенузу – протяженность участка. Крутизну можно просто прикинуть, в соответствии со своими ощущениями (Скажем, если перепад участка 100м, и расстояние между точками по горизонтали 100м, то треугольник равнобедренный, и крутизна будет 45). Этим летом я так и делал, при составлении описаний – все никак не вспомню, что нужно купить транспортир, пока есть такая возможность. Можно, конечно, посчитать угол через синус (или косинус, или как там…), но это мне не по мозгам.

Освоив этот прием, можно с хорошей точностью сделать описание даже по пройденному в одиночку маршруту. Но и для маршрутов, пройденных в группе это небесполезно – для того, чтобы продублировать и уточнить измерения, полученные при подсчете пройденных веревок. Нужно только помнить, что чем круче маршрут, тем меньше точность измерений. Например, можно составить очень точное описание по простому траверсу или классическому маршруту на семитысячник, просто отмечая регулярно маршрутные точки (при изменении сложности рельефа, на поворотах и т.д). На маршруте крутизной порядка 70° нужно быть очень внимательным при создании маршрутных точек – погрешность позиционирования может уменьшаться очень медленно, а если отметить маршрутную точку при погрешности 20 метров, можно получить очень интересные данные по прилегающим к ней участкам.

На самом деле, этот прием можно использовать не только при составлении описаний. Через какое-то время начинаешь уже на маршруте прикидывать, что осталось пролезть.
Например:
Расстояние от меня до вершины 250 метров, а перепад – 200. Значит, крутизна меньше 45° и это все пробежится без страховки или в одновременке.

Ну а если в навигатор закачена хорошая карта, такие же расчеты можно провести даже не взглянув на гору.


П. Узбекистан, Северная стена. Берг отлично виден. Угадывается ключевой участок между скальными контрфорсами – прямо посередине стены.

Высота вершины была известна. Высоту бергшрунда удалось достаточно точно угадать. В результате, я предположил, что средняя крутизна большей части стены – примерно 70°, +-5°. В реальности, все так и получилось http://www.risk.ru/blog/206161

Картография
Ну а теперь самое интересное. Оговорюсь сразу – карты бывают разного качества и разных форматов. Я пользовался только некоторыми из них и от последнего своего опыта просто в восторге. Если кто пробовал что-то другое и остался доволен, прошу рассказать в комментариях. Кстати, этот раздел статьи, к сожалению, сильно завязан именно на Гармин, и именно на устройства класса GPSmap последних лет выпуска. С другими приборами все может быть совсем иначе.

Итак, если для района не существует специально подготовленных энтузиастами карт (в прошлом году где-то откопал хорошую карту для пика Ленина), то лучший вариант – использование карт в формате JNX. По сути, это – несколько (до 5, кажется) карт, склеенных в один файл, и устройство автоматически переключается между ними при изменении масштаба. В Garmin считают, что все должны пользоваться платным сервисом Birdseye (база спутниковых снимков, вроде яндекс или гугл карт), но я не знаю... Кто тоже сомневается, может легко найти в сети рецепт и вылечить свое устройство. Тогда можно будет использовать любые карты – начиная с чего-то очень масштабного, пригодного разве что для заброски в район, заканчивая спутниковым снимком с максимальным приближением.

Впрочем, не стану воспроизводить здесь материал профильных сайтов и блогов. После того, как я понял, что мне надо, поиск и установка карт заняли всего несколько часов.

Особенности работы со спутниковыми снимками.
При выборе спутниковых снимков, нужно учитывать, что они далеко не всегда оказываются одинаково эффективны. Выбирая карты для использования в навигаторе, необходимо понимать, что выглядеть они будут совсем не так, как на пятнадцатидюймовом экране. Тропа на дне ущелья, которая была так хорошо видна при просмотре карты с ноутбука, может совершенно не просматриваться, если оно находится в тени. Просто экран навигатора не передает таких деталей в цветах.


Как, например, в этом случае. Подход на Саук-Джайляу, по ущелью Арча-Каныш. На дне ущелья рельеф совершенно не просматривается из-за тени. В результате, мы пошли не по тому берегу и уперлись в прижимы

Можно поискать на других ресурсах спутниковый снимок, на котором интересующий вас участок полностью освещен солнцем, а еще лучше – качественно его распечатать. Хотя, в случае с Саук-Джайляу даже на компьютере спутниковый снимок оказался не очень-то информативным. В общем, вывод очевиден - закачав карты на устройство, необходимо проверить, как на нем смотрятся интересующие вас участки.

Еще важный момент – далеко не все формы горного рельефа хорошо просматриваются на спутниковых снимках. Например, жандармы и вообще любые возвышенности и провалы на гребне, или не просматриваются в принципе, или очень сильно «съедаются». То же самое со снежным рельефом. Можно легко увидеть берг, но очень трудно определить, ступенька ли это в человеческий рост или двадцатиметровая стена.

Вообще, нужно научиться понимать, как отображаются различные формы рельефа на спутниковых снимках. Для этого, можно закачать в устройство карту своего «домашнего» района и тщательно ее просмотреть, для понимания, как выглядит на нем знакомый рельеф. В результате, уже в незнакомом районе, вы сможете с легкостью отличить кулуар с «лифтом» до самого ледника от кулуара с небольшими, но неприятными сбросами (на самом деле, на экране навигатора смотрятся они очень похоже, но отличия все-таки есть), и выбрать правильный путь в любую погоду и в любое время суток.

В завершении, повторюсь - здесь изложены собственные наблюдения за полтора года использования навигатора. Многих технических и программных аспектов спутниковой навигации я совершенно не понимаю, поэтому специалисты наверняка наткнулись в статье на откровенные глупости и найдут, что в ней очень многое не сказано. Что ж, форумов по этому делу в интернете валом, а времени, как обычно, жалко. Поэтому, если кто-то, может написать что-то прикладное и полезное для навигации в горах, дать ссылки на особенно толковые статьи, или если есть еще какие идеи, давайте делиться информацией в комментариях.