Система глобального позиционирования GPS (Global Positioning System) изначально была запланирована для пользования вооруженными силами США. В дальнейшем стала первой системой спутниковой навигации, применяемой для гражданских целей, и используется в настоящее время для навигации по всему миру.
Принцип работы GPS базируется на использовании группировки из 30 спутников, которая кроме 27 действующих включает еще на случай поломки одного из основных 3 запасных спутника. Рабочая орбита спутников равна примерно 19 000 км, за сутки каждый спутник делает два оборота вокруг Земли. Комплект спутников сконфигурирован таким образом, что обеспечивает круглосуточный прием сигнала из любой точки Земли, как минимум, четырьмя спутниками, то есть тем минимумом, который требуется для определения точного местоположения. GPS-приемник рассчитывает свое местоположение по отношению к видимым спутникам. Чем больше будет количество доступных спутников в зоне и чем сильнее будет уровень сигнала от них, тем точнее будут результаты определения координат.
GPS-приемник по задержке передачи сигнала определяет расстояние до каждого спутника. Далее, имея пространственные координаты 3 точек и 3 расстояния до искомой точки, легко находится место нахождения приемника на плоскости. Поскольку система работает в пространстве, а не на плоскости, требуется наличие четвертого спутника, который позволяет однозначно определить координаты точки в трехмерном пространстве. По сравнению с решением теоретической геометрической задачи, практическое определение отличается наличием погрешностей определения расстояния до спутников, что приводит к тому, что результатом определения может стать не точка, а область определенного радиуса. Однако, увеличение количества видимых спутников приведет к уменьшению этого радиуса и, следовательно, точность определения местоположения возрастет. На практике, система GPS в гражданском исполнении обеспечивает точность с радиусом 30 метров, а военные приемники – до 3 метров. Количество видимых спутников зависит от конкретной модели приемника. Кроме того, для качественной работы системы GPS необходима взаимная точная синхронизация спутника и GPS-приемника, чтобы точно рассчитать задержку от заранее определенного времени посылки сигнала со спутника.
Навигация GPS в наше время нашла самое широкое применение. В частности, в навигаторах, где она объединена и привязана к электронным картам. Такая технология позволяет не только определять координаты местонахождения абонента, но и планировать маршрут передвижения в соответствии со способом перемещения и другими исходными требованиями. Многие модели мобильных телефонов оснащаются GPS-навигаторами. Сочетание мобильной связи с системой глобального позиционирования GPS привело к созданию новой вспомогательной технологии – A-GPS (Assisted GPS), которая предполагает использование Интернета для улучшения качества работы базовой системы позиционирования по двум направлениям. Во-первых, GPS-приемник после включения первым делом определяет местоположение спутников. Иногда по причине слабого сигнала процедура может растянуться на несколько минут. При помощи технологии A-GPS информация о месторасположении спутников запрашивается через сеть Интернет в специальных дата центрах. Во-вторых, для вычисления местоположения от большого количества спутников при плохих условиях прохождения сигналов от спутников требуются производительные вычислительные мощности, которые присутствуют далеко не во всех терминалах. Отправка полученных предварительных значений в дата центры и получение готовых координат может существенно ускорить процесс первоначального позиционирования. Кроме этого, доступ к Интернету может использоваться для других целей. Это могут быть, например, синхронизация или получение информации об атмосферном состоянии, что может оказать заметное влияние на расчеты.
В последнее время многие страны проявляют интерес в создании систем глобального позиционирования собственного производства. Примерами могут служить Глонас в России или Галилео в Европе. Такие устремления вызваны желанием получить независимость от Американской системы, так как остается возможность отключения системы по инициативе ее собственника, что может привести к серьезным сбоям в функционировании важных систем внутри государства. В таких ответственных гражданских системах для повышения надежности и точности обычно используются спаренные двойные системы из 2-х и более систем позиционирования.
Недостатки GPS
При эксплуатации системы глобального позиционирования GPS могут возникать следующие проблемы:
- При первом определении координат время зависит от орбитальных данных и от актуальности хранящейся в приемнике истории. Другими словами, чем дольше устройство было отключено, тем больше оно должно получить информации до момента, когда определение позиции станет возможным. Например, если устройство было отключено 2 — 6 часов, то ему понадобится примерно 45 секунд. Если же устройство не работало несколько дней, либо при движении без получения информации более 300 км — до 12,5 минут.
- Существуют сильные ограничения видимости GPS спутников в городских условиях, а в туннелях или закрытых помещениях видимость вообще невозможна.
- Высокое энергопотребление GPS-приемника.
Функции A-GPS
Алгоритмы системы A-GPS требуют канала связи с удаленным сервером, предоставляющего информацию для приемника. Обычно для мобильных устройств таким каналом является сотовая связь. Для осуществления обмена информацией устройство должно располагаться в зоне действия базовой станции оператора мобильной связи и иметь доступ в сеть Интернет.
Существует два режима работы A-GPS:
- Базовый режим On-line, при котором приёмник получает информацию об орбитах спутников через инфраструктуру и вычисляет местоположение по полученным от пользователей данным. Данный режим требует от оператора сотовой связи высокой плотности покрытия.
- Вспомогательный режим Off-line, который ускоряет время холодного и горячего старта приёмника A-GPS, обновляющего альманах, эфемериды и перечень доступных спутников. Причем приём спутниковых сигналов и определение собственного местоположения GPS-приёмник выполняет самостоятельно. Однако некоторые A-GPS приёмники не могут работать в таком режиме.
Преимущества A-GPS
Среди преимуществ A-GPS стоит отметить быстрое получение местоположения сразу после включения и повышенную чувствительность приёма слабых сигналов в проблемных зонах (тоннелях, впадинах, в помещениях, на узких городских улицах, в густом лиственном лесу).
Недостатки A-GPS
A-GPS не может функционировать за пределами действия сотовой сети. Существуют приёмники с модулем A-GPS, объединенным с радиомодулем GSM, которые не могут стартовать при отключенном радиомодуле. Для старта самого модуля A-GPS наличие сети GSM не является обязательным. Модули A-GPS при запуске потребляют небольшой трафик 5-7 кБ, а вот при потере сигнала необходимо выполнение повторной синхронизации, что может увеличить затраты клиента, особенно в роуминге.
В настоящее время известно даже школьникам, что такое GPS-навигатор. Это компьютер и приемник, заключенные в общий корпус. Приемник получает сигналы от спутников, находящихся на орбите, а компьютер, в свою очередь, расшифровывает эти сигналы и указывает местоположение приемника. В 1977 году был запущен первый спутник GPS. Его запустили разработчики самой программы – американцы. Система GPS использовалась до 1983 года только военными, а уже после стала доступна для пользования обычных людей.
Многие владельцы GPS-навигаторов замечали, что в местах нахождения большого количества высоких сооружений и зданий устройство ищет спутники довольно продолжительное время. Решением этой проблемы стала система A-GPS.
Рассмотрим, что такое A-GPS и когда она необходима.
Учитывая то, что эта система достаточно молодая (ее дебют пришелся на 2001 год), вопрос о том, что такое A-GPS, в настоящее время актуален. Она, как и GPS, была разработана в США. A-GPS представляет собой систему, ускоряющую работу GPS-приемника в определении координат. Эта система пользуется сигналом, исходящим от вышек сотовой связи, соответственно, чем в видимости устройства этих вышек больше, тем выше точность определения расстояния. При каждом стартовом поиске спутников A-GPS предоставляет навигатору расположение наиболее близких спутников через специальные серверы. Узнав, что такое A-GPS, становится понятно, что с ее помощью работа GPS-навигатора станет гораздо эффективнее. Ведь благодаря совместной работе двух устройств определение местоположения ускоряется в разы.
В основном, GPS-трекер включает в себя 2 устройства: GPS-приемник и GSM-модем. При помощи спутниковой системы он имеет возможность определить координаты движения и скорость, а затем передать эти данные наблюдателю посредством GPRS-канала (через сотовую связь).
Узнав, что такое GPS-трекер, попробуем понять, для чего же нужно это устройство. Главной его задачей является контроль над местоположением объекта. Он отлично поможет, например, в ситуации с угоном автомобиля. Также с помощью данного устройства можно отслеживать маршрут своей второй половинки или ребенка. На практике для этого необходимо иметь мобильный телефон или компьютер. Данные, передаваемые GPS-трекером, накладываются на электронную карту, благодаря чему становится известен адрес местоположения объекта.
По размерам GPS-трекер меньше сотового телефона. Устройство имеет аккумулятор, который заряжается как от прикуривателя, так и от обычной электросети. Некоторые модели оснащены тревожными кнопками.
Узнав из нашей статьи все о навигаторах, можно смело приобретать это устройство, ведь в современном городе, особенно если это мегаполис, просто невозможно обойтись без этой техники.
Все современные смартфоны оснащаются системой навигации GPS, но в новых моделях часто можно встретить и другую технологию? В чем разница между ними, и какие преимущества дает буква A?
Приобретая смартфон или планшет, вы можете обнаружить в его характеристиках поддержку GPS и A-GPS. Что это за технология с буквой A, и чем она отличается от давно привычной всем системы спутниковой навигации?
GPS (от английского Global Positioning System — система глобального позиционирования) — спутниковая система навигации. Она позволяет определять текущее местоположение вашего гаджета на земном шаре при помощи улавливания сигнала со спутника.
А что же такое A-GPS? На самом деле, это не какая-то отдельная технология, а надстройка над системой глобальной навигации. Она добавляет к ней очень важную функцию — тройное позиционирование.
При использовании новой технологии телефон при холодном старте получает координаты не только из космоса. Данные могут быть взяты с базовой станции вашего оператора связи либо, что чаще, через интернет — мобильный или Wi-Fi.
Несмотря на очевидные достоинства, у технологии есть несколько неудобств:
- Некоторые приемники этого типа требуют, чтобы работал радиомодуль. Если, к примеру, в вашем планшете нет SIM-карты, то есть радиомодуль (GSM) отключен, то A-GPS вы использовать не сможете.
- Вне покрытия сотовой сети и без доступа к интернету функция просто не работает.
- При использовании технологии телефон или планшет передает некоторую информацию через интернет. Ее объем невелик — всего несколько килобайт. Но если вы находитесь в роуминге, с вашего счета могут списать ощутимую сумму даже за них.
А вот еще интересное о технологиях:
Загрузка...