Avustettu gps ja glonass. Mikä on A-GPS ja mitä eroa on tavallisesta GPS:stä

Tämä on tietokone ja vastaanotin, jotka on suljettu yhteisessä kotelossa. Vastaanotin vastaanottaa signaaleja kiertoradalla olevilta satelliiteilta, ja tietokone puolestaan ​​purkaa nämä signaalit ja ilmaisee vastaanottimen sijainnin. GPS otettiin käyttöön vuonna 1977. Sen käynnistivät itse ohjelman kehittäjät - amerikkalaiset. GPS-järjestelmä oli vuoteen 1983 asti vain armeijan käytössä, minkä jälkeen se tuli tavallisten ihmisten käyttöön.

Monet GPS-navigaattorien omistajat ovat huomanneet, että paikoissa, joissa on paljon korkeita rakenteita ja rakennuksia, laite etsii satelliitteja melko pitkään. Ratkaisu tähän ongelmaan oli A-GPS-järjestelmä.

Mieti, mitä A-GPS on ja milloin sitä tarvitaan.

Koska tämä järjestelmä on melko nuori (sen debyytti tapahtui vuonna 2001), kysymys siitä, mikä A-GPS on, on tällä hetkellä ajankohtainen. Se, kuten GPS, on kehitetty Yhdysvalloissa. A-GPS on järjestelmä, joka nopeuttaa GPS-vastaanottimen työtä sijainnin määrittämisessä. Tämä järjestelmä käyttää vastaavasti solutorneista tulevaa signaalia, mitä suurempi on näiden tornien laitteen näkyvyys, sitä tarkempi on etäisyyden määrittäminen. Jokaisen ensimmäisen satelliittihaun yhteydessä A-GPS antaa navigaattorille lähimpien satelliittien sijainnin erityisten palvelimien kautta. Opi mikä on A-GPS , käy selväksi, että sen avulla GPS-navigaattorin työstä tulee paljon tehokkaampaa. Todellakin, kahden laitteen yhteisen työn ansiosta sijainninmääritys toisinaan nopeutuu.

Kun olet päättänyt, mitä A-GPS ja GPS-navigaattori ovat, sinun tulee kiinnittää huomiota GPS-seurantaan. Tämä laite on suunniteltu seuraamaan kohteen liikettä satelliitin kautta, johon tämä pieni elektroninen laite on "asennettu". GPS-seurantalaite on eräänlainen "vika", joka voidaan helposti piilottaa esimerkiksi autoon ja siten seurata tämän kohteen kaikkia muita liikkeitä.

Periaatteessa GPS-seurantalaite sisältää 2 laitetta: GPS-vastaanottimen ja GSM-modeemin. Avulla hän pystyy määrittämään liikkeen ja nopeuden koordinaatit ja sitten välittämään nämä tiedot tarkkailijalle GPRS-kanavan kautta (solukkoviestinnän kautta).

Kun olet oppinut kaiken artikkelistamme navigaattoreista, voit ostaa tämän laitteen turvallisesti, koska nykyaikaisessa kaupungissa, varsinkin jos se on yksinkertaisesti mahdotonta tehdä ilman tätä tekniikkaa.

GPS-tekniikkaa eivät käytä vain autoilijat ja taksinkuljettajat. Se on suosittu myös ulkoilun harrastajien, kalastajien ja aktiivista elämäntapaa harrastavien ja jatkuvasti edestakaisin kävelevien/ajoavien ihmisten keskuudessa. Jos joku haluaa tietää missä hän on, missä hänen tarvitsemansa sijainti sijaitsee, kuinka nopeasti hän liikkuu ja kuinka pian hän saavuttaa tavoitteen, GPS tulee apuun.

Syy tämän tekniikan suureen suosioon on seuraava:

• peittoalue kattaa koko maapallon;
• tekniikkaa ei käytetä vain kalliissa suojatuissa GPS-seurantajärjestelmissä, vaan myös suhteellisen halvoissa autojen GPS-navigaattoreissa ja jopa älypuhelimissa;
• GPS:n käytöstä ei tarvitse maksaa.

Lue lisää siitä, mikä on GPS

GPS on lyhenne englanninkielisestä Global Positioning System -käsitteestä, joka on käännetty venäjäksi "globaaliksi paikannusjärjestelmäksi". Tämän hankkeen suunnitteli ja toteutti Yhdysvaltain sotilasosasto yksinomaan sotilaallisiin tarkoituksiin, mutta myöhemmin sitä käytettiin laajalti siviilitarpeisiin.

GPS-järjestelmän perustana on 24 NAVSTAR-navigointisatelliittia, jotka muodostavat yhden verkon ja sijaitsevat Maan kiertoradalla siten, että vähintään 4 satelliittia on tavoitettavissa mistä päin maailmaa tahansa.

Globaalin paikannusjärjestelmän suorituskykyä seurataan maasta käsin Havaijin saarilla, Colorado Springsin kaupungissa (Colorado), Kwajaleinin atollilla sekä Ascensionsaarilla ja Diego Garcialla sijaitsevilla havaintoasemilla. Kaikki näiden asemien keräämät tiedot tallennetaan ja lähetetään sitten komentopaikkaan, joka sijaitsee Shriver Air Force Base -tukikohdassa (Colorado). Täällä navigointitiedot ja satelliittien kiertoradat korjataan.

GPS-seurannan koordinaatit lasketaan seuraavan periaatteen mukaisesti. Radiosignaali kulkee kustakin navigointisatelliitista niiden pääsyalueella sijaitsevaan vastaanottimeen. Tämän signaalin etenemisviive mitataan ja näiden mittausten perusteella lasketaan etäisyys kuhunkin satelliittiin. Vastaanottimen sijainti lasketaan etäisyyden mittauksen perusteella siitä kaikkiin käytettävissä oleviin satelliitteihin (geodesiassa tätä menetelmää kutsutaan kolmioksi), joiden koordinaatit tunnetaan ja sisältyvät niiden lähettämiin signaaleihin.

GPS-vastaanotin pystyy paitsi määrittämään sijaintinsa, myös laskemaan liikkeen nopeuden, määrättyyn paikkaan pääsemiseen kuluvan ajan ja näyttämään suunnan. Mutta tämä ei koske jo niinkään itse GPS-järjestelmän ominaisuuksia, vaan navigaattoriohjelmistoa.

Tietoja GPS- ja navigointisatelliittien historiasta

Amerikkalaiset syttyivät ajatukseen satelliittinavigointijärjestelmän luomisesta kaukaisella 1950-luvulla, kun ensimmäinen keinotekoinen maasatelliitti laukaistiin Neuvostoliitossa. Vuonna 1973 lanseerattiin DNSS-ohjelma, joka nimettiin myöhemmin uudelleen Navstar-GPS:ksi ja sitten yksinkertaisesti GPS:ksi. Ensimmäinen satelliitti (koe) asetettiin kiertoradalle vuonna 1974.

Ensimmäisen Neuvostoliiton navigointisatelliitin GLONASSin (Global Navigation Satellite System) laukaisun jälkeen vuonna 1982 Yhdysvaltain kongressi myönsi Yhdysvaltain armeijalle varoja työn nopeuttamiseksi. Ensimmäinen toimiva GPS-satelliitti laukaistiin helmikuussa 1978, ja järjestelmä aloitti toimintansa täydellä teholla vuoden 1993 lopulla, kun kaikki 24 satelliittia asettuivat maapallon kiertoradalle.

Jokainen navigointisatelliitti painaa noin 900-1000 kg ja pituus avoimilla aurinkopaneeleilla on 5 metriä. Satelliittien keskimääräinen käyttöikä on 10 vuotta. Tämän ajanjakson jälkeen uusi satelliitti laukaistaan ​​resurssinsa loppuun kuluneen satelliitin tilalle.

Tietoja GPS-vastaanottimista

Koordinaattien laskentanopeus vastaanottimen ollessa päällä, sen herkkyys ja paikannustarkkuus määräytyvät piirisarjan mukaan, jolla se on varustettu. GPS-laitteiden piirisarjoja valmistavat useat valmistajat, mutta yleisin on SiRFstarIII SiRf Technologylta.

SiRfstarIII-piirisarjan vastaanottimissa on lyhyt kylmäkäynnistysaika (useita sekunteja) ja ne voivat vastaanottaa signaaleja samanaikaisesti 20 satelliitista. Ne ovat erittäin herkkiä ja niiden avulla voit määrittää koordinaatit suurella tarkkuudella.

Mitä eroa on GPS:llä ja A-GPS:llä

Joidenkin älypuhelimien ominaisuuksien luettelo osoittaa GPS-moduulin olemassaolon, toisten - A-GPS. Miten nämä moduulit eroavat toisistaan?

Laite, jossa on perinteinen kylmäkäynnistys (kun navigointijärjestelmää ei ole käytetty pitkään aikaan), voi etsiä satelliitteja pitkään - odotusaika on joskus 10 minuuttia tai enemmän. Tämä johtuu siitä, että GPS-vastaanotin etsii satelliitteja tietämättä niiden sijaintia.

A-GPS:ää käytettäessä laite vastaanottaa välittömästi osan tarvittavista tiedoista GPRS/3G-verkon kautta (liikenne on enintään 10 KB). Siten A-GPS on ohjelmistolisäosa GPS-vastaanottimen päälle, mikä lyhentää merkittävästi satelliittien etsimiseen kuluvaa aikaa kylmäkäynnistyksen aikana. Lisäksi tämän lisäosan avulla voit lisätä paikantamisen tarkkuutta alueilla, joilla satelliittien signaali on heikko.

A-GPS:llä on kuitenkin yksi pieni miinus. Toisin kuin GPS, jonka käyttö on täysin ilmaista, A-GPS on maksettava palveluntarjoajan asettaman tariffin mukaan, koska se kuluttaa Internet-liikennettä (tosin merkityksetöntä).

Melkein jokainen aikamme matkustaja, joka matkustaa villeimmälläkin tavalla, ei voi melkein tehdä ilman nykyaikaisten laitteiden käyttöä. AT Tämä hetki Markkinoilla on valtava määrä teknologiaa, joka tekee elämästämme paitsi hauskempaa ja mielenkiintoisempaa, myös helpompaa.

Miten GPS-navigointi toimii?

GPS-navigaattorit ovat välttämättömiä niin matkoilla kuin jokapäiväisessä elämässä. Sen etuna on, että sijaintisi ja matkapuhelinyhteyden olemassaolosta riippumatta se toimii ja määrittää koordinaatit.

GPS (Global Positioning System) on maailmanlaajuinen paikannusjärjestelmä, joka koostuu yhteisestä, yhdestä satelliittiverkosta. Matkalla GPS-navigaattorit voivat olla erilaisia, mutta paras vaihtoehto tällä hetkellä on älypuhelin.

Nykyaikaiset älypuhelimet on varustettu nopeilla prosessoreilla, navigaattorille sopivalla näytöllä sekä riittävällä määrällä RAM-muistia ja sisäistä muistia. Joten jos eksyt yhtäkkiä metsään, tämä ei ole sinulle ongelma. Vastaavasti oikean ohjelmiston älypuhelimen avulla voit suunnitella minkä tahansa reitin, selvittää sijaintisi, laskea etäisyyksiä tiettyyn kohteeseen, matkapolun, keskinopeuden ja myös saada aika ajoin vinkkejä koko reitin varrelta.

Hyvissä näkyvyysolosuhteissa määritysvirhe on 6-15 metriä. Turisti ei edes halvalla älypuhelimella (tietysti GPS-navigaattorilla) eksy vieraaseen maahan, kunhan on ladannut kartat etukäteen.

Mitä hyötyä A-GPS:stä on?

Joskus käy niin, että sääolosuhteet tai maasto eivät anna sinun määrittää sijaintia. Tämä tapahtuu useimmiten kaupungeissa, joissa suuri määrä ajoneuvoja, tunneleita, pilvenpiirtäjiä häiritsee hyvää signaalia. Tällaisia ​​tilanteita varten kehitettiin A GPS (Assisted GPS) -tekniikka.

Se nopeuttaa GPS-vastaanottimen "kylmäkäynnistystä". Toisin sanoen se nopeuttaa koordinaattien määritystä muiden käytettävissä olevien viestintäkanavien kautta. Tässä tapauksessa tämä on operaattorisi Internet. Sijaintisi signaali ei enää kulje suoraan satelliitista, vaan tukiasemien kautta, joiden avulla voit välittää GPS-signaaleja.

A GPS:n etuna on, että matkaviestinnässä ei käytännössä ole rajoituksia ja se toimii paljon nopeammin myös heikolla signaalilla. Tietojen vastaanottamiseen GPS:n kautta laite tarvitsee Internet-yhteyden. Tämä on jonkin verran sitovaa. Internet-yhteyden maksaminen riippuu palveluntarjoajan tarjoamista palveluista. Mutta liikenne tässä tilanteessa on hyvin pientä, se lähettää vain numeerista arvoa.

Johtopäätös

GPS-tuki älypuhelimessa 100% ei ole tarpeeton. Tämä tekniikka auttaa sinua löytämään tiesi sinne, missä perinteinen navigointi ei toimi. Siksi älypuhelinta valittaessa on parempi ottaa huomioon elämäntyylisi ja ammattisi. Yhtäkkiä löydät itsesi autiolta saarelta?

Toista kahdesta suurimmasta satelliitin kautta tapahtuvasta maailmanlaajuisesta paikannusjärjestelmästä - GPS - voidaan käyttää vakiomuodossa tai A-GPS-palveluna. Mitkä ovat näiden teknologioiden pääominaisuudet?

Faktaa GPS:stä

GPS-järjestelmä on suunniteltu määrittämään kohteen maantieteelliset koordinaatit, jolla vastaanotin, navigaattori tai muu laite, joka pystyy vastaanottamaan GPS-signaaleja satelliitista, sijaitsee. Tässä järjestelmässä käytetään WGS 84 -standardia, joka mahdollistaa maan pinnalla olevan kohteen koordinaatit kolmiulotteisessa mittauksessa 2 cm:n tarkkuudella. Lisäksi GPS-tekniikkaa käyttävä navigointi mahdollistaa myös mittauksen vastaanottimen tai vastaavan laitteen liikenopeus maan pinnalla.

Faktaa A-GPS:stä

A-GPS-tekniikka täydentää GPS-standardia useilta osin kerralla. Ensinnäkin - mitä tulee navigoinnissa käytettävien vastaanottimien työn nopeuttamiseen. Tosiasia on, että koordinaattien määrittäminen vain satelliittien kautta kuormittaa merkittävästi tämän laitteen laitteistoresursseja. Mutta jos annat vastaanottimelle mahdollisuuden käyttää apulähteitä sen sijainnin määrittämiseen (A-GPS-infrastruktuurissa käytettyjä), se toimii huomattavasti nopeammin.

A-GPS-tekniikkaa tukeva GPS-navigaattori latautuu paljon nopeammin kuin ne laitteet, jotka eivät ole yhteensopivia vastaavan standardin kanssa. Lisäksi A-GPS voi parantaa merkittävästi vastaanottimen koordinaattien jatkuvan seurannan vakautta: satelliittisignaali ei ole aina vakaa (etenkin kaupunkialueilla), ja apukanavien käyttö navigaattorin sijainnin määrittämiseen tässä mielessä voi siitä tulee kriittinen ehto, jotta vastaanotin voi suorittaa käyttäjätoimintojaan.

Mitä erityisiä apukanavia navigaattorin koordinaattien määrittämiseen käytetään A-GPS-tekniikkaa käytettäessä? Yleensä tämä on mobiili Internet - 3G- tai 4G-tekniikkaa käyttäen. Joissakin tapauksissa Wi-Fi-yhteys on myös sopiva.

Jos 3G-, 4G- tai Wi-Fi-kanavia ei ole saatavilla, koordinaatit voidaan määrittää matkapuhelinoperaattoreiden tukiasemien kautta. Totta, tällä menetelmällä on suhteellisen alhainen tarkkuus - jopa 20 metriä, usein - useita satoja metrejä.

Vertailu

Suurin ero GPS:n ja A-GPS:n välillä on, että ensimmäinen tekniikka sisältää navigaattorin maantieteellisten koordinaattien määrittämisen satelliitin kautta, toinen vaihtoehtoisten kanavien kautta (3G, 4G, Wi-Fi, operaattoreiden tukiasemat).

A-GPS-standardia tukeva vastaanotin latautuu yleensä paljon nopeammin kuin laite, joka tukee vain "klassisia" GPS-kanavia. Tämä on mahdollista koordinaattien nopean vastaanottamisen ja joissakin tapauksissa karttapäivitysten ansiosta Internetin tai matkapuhelinkanavien kautta.

Lisäksi A-GPS-tekniikan kanssa yhteensopiva navigaattori voi suorittaa tehtävänsä silloin, kun satelliittisignaali on erittäin heikko tai ei ollenkaan. Tietenkin vain, jos vaihtoehtoiset kanavat laitekoordinaattien saamiseksi toimivat.

Kun GPS:n ja A-GPS:n ero on selvitetty, korjataan taulukon päätelmät.

Kuten korkean teknologian projekteissa usein tapahtuu, GPS:n (Global Positioning System - globaali paikannusjärjestelmä) kehittämisen ja käyttöönoton aloitteentekijät olivat armeija. Satelliittiverkkoprojekti reaaliaikaisten koordinaattien määrittämiseksi kaikkialla maailmassa oli nimeltään Navstar (navigointijärjestelmä ajoituksella ja ajoituksella - navigointijärjestelmä ajan ja etäisyyden määrittämiseen), kun taas lyhenne GPS ilmestyi myöhemmin, kun järjestelmää alettiin käyttää paitsi puolustuksessa, mutta myös siviilitarkoituksiin.

Ensimmäiset askeleet navigointiverkon käyttöönottamiseksi otettiin 1970-luvun puolivälissä, kun taas järjestelmän kaupallinen käyttö nykyisessä muodossaan alkoi vuonna 1995. Tällä hetkellä toiminnassa on 28 satelliittia, jotka on jaettu tasaisesti kiertoradoille, joiden korkeus on 20 350 km (24 satelliittia riittää täydelliseen toimintaan).

Hieman eteenpäin, sanon, että todella keskeinen hetki GPS:n historiassa oli Yhdysvaltain presidentin päätös peruuttaa niin sanottu valikoiva pääsy (SA - valikoiva saatavuus) 1. toukokuuta 2000 alkaen. satelliittisignaaleihin keinotekoisesti lisätty virhe siviili-GPS-vastaanottimien epätarkan toiminnan vuoksi. Tästä eteenpäin amatööriterminaali voi määrittää koordinaatit useiden metrien tarkkuudella (aiemmin virhe oli kymmeniä metrejä)! Kuvassa 1 on esitetty navigoinnin virheet ennen ja jälkeen valikoivan käyttötilan (data ) poistamisen käytöstä.

Yritetään ymmärtää yleisellä tasolla, kuinka globaali paikannusjärjestelmä toimii, ja kosketa sitten useita käyttäjänäkökohtia. Harkitseminen alkaa kantaman määrittelyperiaatteella, joka on avaruusnavigointijärjestelmän toiminnan taustalla.

Algoritmi havaintopisteen ja satelliitin välisen etäisyyden mittaamiseksi.

Etäisyys perustuu etäisyyden laskemiseen radiosignaalin etenemisen aikaviiveestä satelliitista vastaanottimeen. Jos tiedät radiosignaalin etenemisajan, on helppo laskea sen kulkema polku yksinkertaisesti kertomalla aika valon nopeudella.

Jokainen GPS-järjestelmän satelliitti tuottaa jatkuvasti radioaaltoja kahdella taajuudella - L1=1575.42MHz ja L2=1227.60MHz. Lähettimen teho on 50 ja 8 wattia. Navigointisignaali on vaihesiirtonäppäimellä varustettu PRN-koodi (pseudo Random Number Code). PRN-koodia on kahta tyyppiä: ensimmäistä C / A-koodia (karkea hankintakoodi - karkea koodi) käytetään siviilivastaanottimissa, toista P-koodia (tarkkuuskoodi - tarkka koodi) käytetään sotilaallisiin tarkoituksiin, ja myös, joskus geodesian ja kartografian ongelmien ratkaisemiseen. L1-taajuus on moduloitu sekä C/A- että P-koodilla, L2-taajuus on olemassa vain P-koodin lähettämistä varten. Kuvattujen lisäksi on myös Y-koodi, joka on salattu P-koodi (sodan aikana salausjärjestelmä saattaa muuttua).

Koodin toistojakso on melko pitkä (esimerkiksi P-koodilla se on 267 päivää). Jokaisella GPS-vastaanottimella on oma oskillaattorinsa, joka toimii samalla taajuudella ja moduloi signaalia saman lain mukaan kuin satelliitin oskillaattori. Siten satelliitista vastaanotetun ja itsenäisesti generoidun koodin samojen osien välisestä viiveajasta on mahdollista laskea signaalin etenemisaika ja siten etäisyys satelliitista.

Yksi edellä kuvatun menetelmän tärkeimmistä teknisistä ongelmista on satelliitin ja vastaanottimen kellojen synkronointi. Pienikin virhe tavallisten standardien mukaan voi johtaa valtavaan virheeseen etäisyyden määrittämisessä. Jokaisessa satelliitissa on erittäin tarkka atomikello. On selvää, että sellaista on mahdotonta asentaa jokaiseen vastaanottimeen. Siksi vastaanottimeen sisäänrakennetun kellon virheistä johtuvien koordinaattien määritysvirheiden korjaamiseksi käytetään jonkin verran redundanssia tiedoissa, jotka ovat välttämättömiä yksiselitteiseen maastoon sitoutumiseen (tästä lisää myöhemmin).

Itse navigointisignaalien lisäksi satelliitti lähettää jatkuvasti erilaisia ​​palvelutietoja. Vastaanotin vastaanottaa esimerkiksi efemeridit (tarkkoja tietoja satelliitin radasta), ennusteen radiosignaalin etenemisviiveestä ionosfäärissä (koska valon nopeus muuttuu kulkiessaan ilmakehän eri kerrosten läpi), sekä tiedot satelliitin suorituskyvystä (ns. "almanakka", joka sisältää 12,5 minuutin välein päivitetyt tiedot kaikkien satelliittien tilasta ja kiertoradoista). Tämä data lähetetään nopeudella 50 bit/s L1- tai L2-taajuuksilla.

Yleiset periaatteet koordinaattien määrittämiseen GPS:n avulla.

GPS-vastaanottimen koordinaattien määrittämisen idean perustana on laskea etäisyys siitä useisiin satelliitteihin, joiden sijainnin katsotaan olevan tiedossa (nämä tiedot sisältyvät satelliitista vastaanotettuun almanakkaan). Geodesiassa menetelmää, jolla kohteen sijainti lasketaan mittaamalla sen etäisyys pisteistä, joilla on tietyt koordinaatit, kutsutaan trilateraatioksi. Kuva 2.

Jos etäisyys A yhteen satelliittiin tiedetään, vastaanottimen koordinaatteja ei voida määrittää (se voi sijaita missä tahansa satelliitin ympärillä kuvatun pallon kohdassa, jonka säde on A). Olkoon vastaanottimen etäisyys B toisesta satelliitista tiedossa. Tässä tapauksessa koordinaattien määrittäminen ei myöskään ole mahdollista - kohde on jossain ympyrässä (esitetty sinisellä kuvassa 2), joka on kahden pallon leikkauspiste. Etäisyys C kolmanteen satelliittiin pienentää koordinaattien epävarmuuden kahteen pisteeseen (merkitty kahdella lihavoitulla sinisellä pisteellä kuvassa 2). Tämä riittää jo koordinaattien yksiselitteiseen määrittämiseen - tosiasia on, että vastaanottimen kahdesta mahdollisesta sijainnista vain toinen on maan pinnalla (tai sen välittömässä läheisyydessä), ja toinen, väärä, osoittautuu olla joko syvällä maan sisällä tai erittäin korkealla sen pinnan yläpuolella. Siten teoriassa kolmiulotteisessa navigoinnissa riittää, että tiedetään etäisyydet vastaanottimesta kolmeen satelliittiin.

Elämä ei kuitenkaan ole niin yksinkertaista. Yllä olevat huomiot tehtiin tapaukseen, jossa havaintopisteen etäisyydet satelliitteihin tiedetään absoluuttisella tarkkuudella. Tietysti, vaikka insinöörit ovat kuinka kokeneita tahansa, jokin virhe tapahtuu aina (ainakin edellisessä osiossa esitetyn vastaanottimen ja satelliittikellojen epätarkan synkronoinnin, valonnopeuden riippuvuuden ilmakehän tilasta jne. .). Siksi vastaanottimen kolmiulotteisten koordinaattien määrittämiseen ei ole mukana kolme, vaan vähintään neljä satelliittia.

Vastaanotettuaan signaalin neljältä (tai useammalta) satelliitilta, vastaanotin etsii vastaavien pallojen leikkauspistettä. Jos sellaista pistettä ei ole, vastaanotinprosessori alkaa korjata kelloaan peräkkäisillä approksimaatioilla, kunnes se saavuttaa kaikkien pallojen leikkauspisteen yhdessä pisteessä.

On huomattava, että koordinaattien määrittämisen tarkkuus ei liity pelkästään vastaanottimen ja satelliittien välisen etäisyyden tarkaan laskemiseen, vaan myös itse satelliittien sijainnin asettamisen virheen suuruuteen. Satelliittien kiertoradan ja koordinaattien ohjaamiseen on neljä maaseuranta-asemaa, viestintäjärjestelmät ja Yhdysvaltain puolustusministeriön hallitsema ohjauskeskus. Seurantaasemat tarkkailevat jatkuvasti kaikkia järjestelmän satelliitteja ja lähettävät tietoja niiden kiertoradoista ohjauskeskukseen, jossa lasketaan tarkennetut lentorataelementit ja satelliittikellon korjaukset. Nämä parametrit syötetään almanakkaan ja lähetetään satelliiteille, jotka puolestaan ​​lähettävät nämä tiedot kaikille toimiville vastaanottimille.

Listattujen lisäksi on paljon erikoisjärjestelmiä, jotka lisäävät navigoinnin tarkkuutta - esimerkiksi erityiset signaalinkäsittelyjärjestelmät vähentävät häiriöiden aiheuttamia virheitä (suoran satelliittisignaalin vuorovaikutus heijastuneen signaalin kanssa, esimerkiksi rakennuksista). Emme syvenny näiden laitteiden toiminnan ominaisuuksiin, jotta tekstiä ei tarpeettomasti monimutkaistaisi.

Edellä kuvatun valikoivan pääsytilan poistamisen jälkeen siviilivastaanottimet "sidotaan maastoon" 3-5 metrin virheellä (korkeus määritetään noin 10 metrin tarkkuudella). Yllä olevat luvut vastaavat signaalin samanaikaista vastaanottoa 6-8 satelliitista (useimmissa nykyaikaisissa laitteissa on 12-kanavainen vastaanotin, jonka avulla voit käsitellä tietoja samanaikaisesti 12 satelliitista).

Vähennä laadullisesti virhettä (jopa useita senttimetrejä) koordinaattien mittauksessa mahdollistaa niin sanotun differentiaalisen korjauksen (DGPS - Differential GPS) tilan. Differentiaalitila koostuu kahden vastaanottimen käytöstä - toinen on kiinnitetty pisteeseen, jolla on tunnetut koordinaatit, ja sitä kutsutaan "tukiasemaksi", ja toinen, kuten aiemmin, on liikkuva. Tukivastaanottimen vastaanottamaa dataa käytetään roverin keräämien tietojen korjaamiseen. Korjaus voidaan suorittaa sekä reaaliajassa että "offline"-tiedonkäsittelyllä, esimerkiksi tietokoneella.

Tyypillisesti perusvastaanotin on ammattimainen vastaanotin, jonka omistaa navigointi- tai maanmittausyritys. Esimerkiksi helmikuussa 1998 Pietarin lähellä NavGeoCom asensi Venäjän ensimmäisen differentiaalisen GPS-maaaseman. Aseman lähetinteho on 100 wattia (taajuus 298,5 kHz), mikä mahdollistaa DGPS:n käytön jopa 300 km:n etäisyydellä asemasta meritse ja 150 km:n etäisyydellä maalla. Maanpäällisten tukivastaanottimien lisäksi GPS-differentiaalikorjaukseen voidaan käyttää OmniStarin satelliittipohjaista differentiaalipalvelujärjestelmää. Korjaustietoja lähetetään useista yrityksen geostationaarisista satelliiteista.

On huomioitava, että differentiaalikorjauksen pääasiakkaita ovat geodeettiset ja topografiset palvelut - yksityiselle käyttäjälle DGPS ei kiinnosta korkean hinnan (OmniStar-palvelupaketti Euroopassa maksaa yli 1500 dollaria vuodessa) ja tilaa vievien laitteiden vuoksi. Ja on epätodennäköistä, että jokapäiväisessä elämässä syntyy tilanteita, joissa sinun on tiedettävä absoluuttiset maantieteelliset koordinaatit 10-30 cm:n virheellä.

GPS:n toiminnan "teoreettisista" puolista kertovan osan lopuksi sanon, että Venäjä on avaruusnavigoinnin osalta kulkenut omaa tietä ja kehittää omaa GLONASS-järjestelmää (Global Navigation Satellite System). Mutta kunnollisten investointien puutteen vuoksi kiertoradalla on tällä hetkellä vain seitsemän satelliittia järjestelmän normaalin toiminnan edellyttämistä 24:stä ...

Lyhyitä subjektiivisia huomioita GPS-käyttäjältä.

Sattui vain niin, että sain tietää mahdollisuudesta määrittää sijaintini matkapuhelimen kokoisella puettavalla laitteella yhdeksännenkymmentäseitsemäntenä vuonna jostain lehdestä. Kuitenkin artikkelin tekijöiden piirtämät upeat näkökulmat murtuivat armottomasti tekstissä ilmoitettujen navigointilaitteiden hinnalla - lähes 400 dollaria!

Puolitoista vuotta myöhemmin (elokuussa 1998) kohtalo toi minut pieneen urheilukauppaan amerikkalaiseen Bostonin kaupunkiin. Mikä oli yllätykseni ja iloni, kun huomasin yhdessä ikkunassa vahingossa useita erilaisia ​​​​navigaattoreita, joista kallein maksoi 250 dollaria (yksinkertaisia ​​​​malleja tarjottiin hintaan 99 dollaria). En tietenkään voinut enää lähteä kaupasta ilman laitetta, joten aloin kiduttaa myyjiä kunkin mallin ominaisuuksista, eduista ja haitoista. En kuullut heiltä mitään ymmärrettävää (enkä missään nimessä siksi, että en osaa englantia hyvin), joten minun piti selvittää kaikki itse. Ja seurauksena, kuten usein tapahtuu, ostettiin edistynein ja kallein malli - Garmin GPS II +, sekä erikoiskotelo sille ja virtajohto auton tupakansytyttimestä. Kaupassa oli vielä kaksi lisävarustetta nykyiseen laitteeseeni - navigaattorin kiinnittämiseen polkupyörän ohjaustankoon ja johto PC:hen. Viimeistä kääntelin käsissäni pitkään, mutta lopulta päätin olla ostamatta sitä huomattavan hinnan takia (hieman yli 30 dollaria). Kuten myöhemmin kävi ilmi, en ostanut johtoa aivan oikein, koska kaikki laitteen vuorovaikutus tietokoneen kanssa laskeutuu ajetun reitin tietokoneessa olevaan "kermaan" (ja mielestäni myös koordinaatteihin reaaliajassa, mutta tästä on tiettyjä epäilyksiä), ja silloinkin ohjelmiston ostamisen ehto Garminilta. Valitettavasti karttojen lataaminen laitteeseen ei ole mahdollista.

En anna yksityiskohtaista kuvausta laitteestani, jos vain siksi, että se on jo lopetettu (ne, jotka haluavat tutustua yksityiskohtaisiin teknisiin ominaisuuksiin, voivat tehdä tämän). Huomaan vain, että navigaattorin paino on 255 grammaa, mitat ovat 59x127x41 mm. Kolmionmuotoisen poikkileikkauksensa ansiosta laite on erittäin vakaasti pöydällä tai auton kojelaudalla (tarranauhalla vahvempaa kiinnitystä varten). Virta saa neljästä AA-paristosta (ne kestävät vain 24 tuntia jatkuvaa käyttöä) tai ulkoisesta lähteestä. Yritän kertoa teille laitteeni pääominaisuuksista, jotka mielestäni suurimmalla osalla markkinoilla olevista navigaattoreista on.

Ensi silmäyksellä GPS II + voidaan sekoittaa pari vuotta sitten julkaistuun matkapuhelimeen. Vain tarkkaan katsottuna huomaat epätavallisen paksun antennin, valtavan näytön (56x38 mm!) ja pienen määrän näppäimiä puhelinstandardien mukaan.

Kun laite käynnistetään, tietojen kerääminen satelliiteista alkaa ja yksinkertainen animaatio (pyörivä maapallo) ilmestyy näytölle. Alkualustuksen jälkeen (joka kestää muutaman minuutin avoimessa paikassa) ilmestyy näytölle primitiivinen taivaskartta, jossa näkyvät satelliittien numerot ja sen vieressä on histogrammi, joka ilmaisee kunkin satelliitin signaalitason. Lisäksi navigointivirhe ilmoitetaan (metreinä) - mitä enemmän satelliitteja laite näkee, sitä tarkempi koordinaattien määritys tietysti on.

GPS II+ -liitäntä on rakennettu sivujen "kääntelemisen" periaatteelle (tätä varten on jopa erityinen PAGE-painike). "Satelliittisivu" on kuvattu yllä, ja sen lisäksi on "navigointisivu", "kartta", "paluusivu", "valikkosivu" ja joukko muita. On huomattava, että kuvattu laite ei ole venäläistetty, mutta jopa huonolla englannin kielen taidolla voit ymmärtää sen työn.

Navigointisivulla näkyy: absoluuttiset maantieteelliset koordinaatit, kuljettu matka, hetkelliset ja keskimääräiset liikenopeudet, korkeus, liikeaika ja näytön yläosassa elektroninen kompassi. On sanottava, että korkeus määritetään paljon suuremmalla virheellä kuin kaksi vaakakoordinaattia (käyttöoppaassa on jopa erityinen huomautus tästä), mikä ei salli esim. GPS:n käyttöä korkeuden määrittämiseen varjoliitoista. Mutta hetkellinen nopeus lasketaan erittäin tarkasti (etenkin nopeasti liikkuville kohteille), mikä mahdollistaa laitteen käytön moottorikelkkojen nopeuden määrittämiseen (jonka nopeusmittarit ovat yleensä valehtelee merkittävästi). Voin antaa "huonoja neuvoja" - autoa vuokrattaessa sammuta sen nopeusmittari (jotta se laskee vähemmän kilometrejä - onhan maksu usein verrannollinen kilometrimäärään) ja määritä GPS:n avulla nopeus ja ajettu matka (onneksi se voi mitata sekä maileina että kilometreinä ).

Keskinopeus määräytyy hieman oudolla algoritmilla - joutokäyntiaikaa (kun hetkellinen nopeus on nolla) ei oteta huomioon laskelmissa (mielestäni olisi loogisempaa jakaa kuljettu matka yksinkertaisesti matkan kokonaisajalla , mutta GPS II+:n luojia ohjasivat jotkut muut näkökohdat).

Kuljettu matka näkyy "kartalla" (laitteen muisti riittää 800 kilometriin - suuremmalla ajokilometrillä vanhimmat merkit poistetaan automaattisesti), joten voit halutessasi nähdä vaelluksesi kaavion. Kartan mittakaava vaihtelee kymmenistä metreistä satoihin kilometreihin, mikä on epäilemättä erittäin kätevää. Merkittävin asia on, että laitteen muistissa on koordinaatit koko maailman tärkeimmistä asutuksista! Yhdysvallat on tietysti esitetty yksityiskohtaisemmin (esimerkiksi kaikki Bostonin alueet ovat kartalla nimillä) kuin Venäjä (tässä ilmoitetaan vain sellaisten kaupunkien sijainti kuin Moskova, Tver, Podolsk jne.). Kuvittele esimerkiksi, että olet matkalla Moskovasta Brestiin. Etsi "Brest" navigaattorin muistista, paina erityistä "GO TO" -painiketta ja liikkeesi paikallinen suunta ilmestyy näytölle; globaali suunta Brestiin; määränpäähän jäljellä olevien kilometrien lukumäärä (tietysti suorassa linjassa); keskinopeus ja arvioitu saapumisaika. Ja niin kaikkialla maailmassa - jopa Tšekin tasavallassa, jopa Australiassa, jopa Thaimaassa ...

Yhtä hyödyllinen on niin kutsuttu paluufunktio. Laitteen muistiin voit tallentaa jopa 500 avainpistettä (reittipistettä). Käyttäjä voi nimetä jokaisen pisteen oman harkintansa mukaan (esim. DOM, DACHA jne.), myös erilaisia ​​kuvakkeita on saatavilla tietojen näyttämiseksi näytöllä. Kytkemällä päälle paluupisteen toiminnon (mikä tahansa valmiiksi tallennetuista), navigaattorin omistaja saa samat vaihtoehdot kuin yllä Brestin tapauksessa (eli etäisyys pisteeseen, arvioitu saapumisaika ja kaikki) muu). Esimerkiksi minulla oli tällainen tapaus. Saapuessamme Prahaan autolla ja asettuessamme hotelliin, menimme ystäväni kanssa kaupungin keskustaan. Jätimme auton parkkipaikalle, lähdimme kävelylle. Kolmen tunnin päämäärättömän kävelyn ja ravintolassa illallisen jälkeen tajusimme, ettemme muistaneet mihin jätimme auton. Ulkona on yö, olemme yhdellä vieraan kaupungin pienistä kaduista... Onneksi ennen kuin poistuin autosta, kirjoitin sen sijainnin navigaattoriin. Nyt laitteen paria painiketta painamalla sain selville, että auto oli 500 metrin päässä meistä ja 15 minuutin kuluttua kuuntelimme jo hiljaista musiikkia, autolla kohti hotellia.

Sen lisäksi, että Garmin liikkuu tallennettuun merkkiin suorassa linjassa, mikä ei aina ole kätevää kaupunkiolosuhteissa, Garmin tarjoaa TrackBack-toiminnon - paluumatkan omaa polkuasi pitkin. Karkeasti sanottuna liikekäyrä on likimääräinen sarjalla suoria osia, ja merkit on sijoitettu katkaisukohtiin. Jokaisella suoralla osuudella navigaattori ohjaa käyttäjän lähimpään tarraan, ja kun se saavutetaan, se vaihtaa automaattisesti seuraavaan tarraan. Poikkeuksellisen kätevä ominaisuus ajettaessa autoa vieraalla alueella (satelliittien signaali ei tietenkään kulje rakennusten läpi, joten saadaksesi tietoa koordinaateistasi tiheästi asutuissa olosuhteissa, sinun on etsittävä enemmän tai vähemmän avoin paikka).

En syvenny laitteen ominaisuuksien kuvaukseen - uskokaa minua, että kuvattujen lisäksi siinä on myös paljon miellyttäviä ja tarpeellisia voiteita. Yksi näytön suunnan vaihto on jotain arvokasta - laitetta voi käyttää sekä vaaka-asennossa (auto) että pystyasennossa (jalankulkija) (ks. kuva 3).

Yksi GPS:n tärkeimmistä viehätysvoimaista käyttäjälle on mielestäni maksujen puuttuminen järjestelmän käytöstä. Ostin kerran laitteen - ja nauti!

Johtopäätös.

Mielestäni ei ole tarpeen luetella tarkasteltavan globaalin paikannusjärjestelmän sovellusalueita. GPS-vastaanottimet on rakennettu autoihin, matkapuhelimiin ja jopa rannekelloihin! Äskettäin törmäsin viestiin pienois-GPS-vastaanottimen ja GSM-moduulin yhdistävän sirun kehittämisestä - koiran kaulapannat ehdotetaan varustaa siihen perustuvilla laitteilla, jotta omistaja löytää kadonneen koiran helposti matkapuhelinverkon kautta.

Mutta missä tahansa hunajatynnyrissä on kärpänen voiteessa. Tässä tapauksessa Venäjän lait toimivat jälkimmäisenä. En käsittele yksityiskohtaisesti GPS-navigaattorien käytön oikeudellisia näkökohtia Venäjällä (jotain tästä löytyy), huomautan vain, että teoriassa erittäin tarkat navigointilaitteet (jotka ovat epäilemättä jopa amatööri-GPS-vastaanottimia) ovat kiellettyjä maassamme, ja niiden omistajat odottavat laitteen takavarikointia ja huomattavaa sakkoa.

Käyttäjien onneksi Venäjällä lakien ankaruuden kompensoi niiden täytäntöönpanon valinnaisuus - esimerkiksi valtava määrä limusiinit, joissa on GPS-vastaanottimien kiekkoantenni takaluukun kannessa, ajaa Moskovan ympäri. Kaikki enemmän tai vähemmän vakavat merialukset on varustettu GPS:llä (ja kokonainen sukupolvi purjehtijia on jo kasvanut, joilla on vaikeuksia navigoida avaruudessa kompassin ja muiden perinteisten navigointivälineiden avulla). Toivon, että viranomaiset eivät laita pinnaa teknisen kehityksen pyöriin ja laillistavat pian GPS-vastaanottimien käytön maassamme (he ovat peruneet matkapuhelimien luvat) ja antavat myös luvan poistaa ja kopioida. yksityiskohtaiset kartat alueesta, joita tarvitaan autonavigointijärjestelmien täysimääräiseen käyttöön.