Prenumeruokite naujienas. GPS – technologijų apžvalga

Išmanieji telefonai jau seniai nebėra paprasti rinkikliai. Jos savininkams atvėrė daug naujų galimybių.

Pirmoje vietoje yra visavertė didelės spartos interneto prieiga ir bendravimas socialiniuose tinkluose bei momentiniuose pranešimuose. Tačiau GPS padėties nustatymas yra ne mažiau paklausus, kurį dabar aptarsime išsamiai.

Kas yra GPS?

GPS – tai navigacinė sistema, kuri nustato išmaniojo telefono vietą, sudaro maršrutus ir leidžia žemėlapyje rasti norimą objektą.

Beveik kiekviena šiuolaikinė programėlė turi įmontuotą GPS modulį. Tai antena, suderinta pagal GPS geografinės vietos nustatymo palydovo signalą. Iš pradžių jis buvo sukurtas JAV kariniams tikslams, tačiau vėliau jo signalas tapo prieinamas visiems. Programėlės GPS modulis yra priėmimo antena su stiprintuvu, tačiau ji negali perduoti signalo. Priimdamas signalą iš palydovų, išmanusis telefonas nustato savo vietos koordinates.

Beveik kiekvienas šiuolaikinis žmogus yra bent kartą naudojęs GPS navigaciją išmaniajame telefone ar planšetiniame kompiuteryje. Jo poreikis gali iškilti bet kuriuo metu tarp skirtingų profesijų ir skirtingų profesijų žmonių. Jis reikalingas vairuotojams, kurjeriams, medžiotojams, žvejams ir net paprastiems pėstiesiems, atsidūrusiems nepažįstamame mieste. Tokios navigacijos dėka galite nustatyti savo buvimo vietą, žemėlapyje rasti norimą objektą, nutiesti maršrutą, o turint internetą – išvengti kamščių.

GPS žemėlapiai neprisijungus

Google sukūrė specialią geografinės vietos nustatymo programą savo Android operacinei sistemai – Google Maps. Jis greitai suranda palydovus, sukuria maršrutus iki objektų ir siūlo alternatyvas. Deja, jei nėra korinio tinklo aprėpties, Google Maps neveikia, nes geografiniai žemėlapiai atsisiunčiami internetu.

Norint naršyti neprisijungus, geriausias būdas yra atsisiųsti programas, kurios palaiko neprisijungus pasiekiamus žemėlapius, pvz., Maps.me, Navitel ir 2GIS. Taip pat galite įdiegti programą Žemėlapiai: Transportas ir navigacija, skirta „Google“ žemėlapiams.

Tokiu atveju jums nereikės išleisti interneto srauto norėdami atsisiųsti žemėlapius – jie visada bus jūsų įrenginyje, nepaisant vietos. Tai ypač aktualu, kai esate užsienyje, nes interneto prieigos tarptinklinio ryšio kaina yra labai didelė.

Kaip įjungti GPS „Android“?

Suaktyvinti GPS modulį Android operacinėje sistemoje galima dviem būdais:

• Viršutinė uždanga. Ekrane braukite žemyn ir atsidariusiame meniu spustelėkite mygtuką „Vieta“, „Geografinė vieta“ arba „Geodiniai duomenys“ (atsižvelgiant į „Android“ versiją).
• „Android“ nustatymuose raskite panašių elementų elementą ir perkelkite žymimąjį laukelį į padėtį „Įjungta“.

Aktyviai veikiant išmaniojo telefono navigacijos sistemai, jo akumuliatoriaus įkrova pradeda eiti gana aktyviai, todėl verta pasirūpinti papildomais energijos šaltiniais. Pavyzdžiui, vairuojant reikia naudoti automobilinį įkroviklį, o keliaujant dviračiu ar pėsčiomis -.

Taip pat verta prisiminti, kad patikimas palydovinio signalo priėmimas įmanomas atvirose vietose, todėl atsidūrus kambaryje ar tunelyje geografinė padėtis tampa neįmanoma. Įtakos turi ir debesuoti orai – dėl debesų įrenginys ilgiau ieško palydovų, ne taip tiksliai nustato jo koordinates.

Dar ne taip seniai GPS buvo vienintelė geografinės padėties nustatymo sistema, todėl ankstyvosiose Android versijose buvo minima tik ji, o paslaugos aktyvinimo mygtukas taip vadinosi. Nuo 2010 m. rusiška veikia visiškai, o nuo 2012 m.

Kaip dažnai nutinka aukštųjų technologijų projektuose, kariškiai inicijavo GPS (Global Positioning System) sistemos kūrimą ir diegimą. Palydovinio tinklo, skirto koordinatėms nustatyti realiu laiku bet kurioje Žemės rutulio vietoje, projektas buvo vadinamas Navstar (Navigacijos sistema su laiko ir nuotolio nustatymu - navigacijos sistema laikui ir atstumui nustatyti), o santrumpa GPS atsirado vėliau, kai sistema buvo pradėta naudoti. ne tik gynybai, bet ir civiliniams tikslams.

Pirmieji žingsniai diegti navigacijos tinklą buvo žengti aštuntojo dešimtmečio viduryje, o dabartinės formos sistemos komercinis eksploatavimas prasidėjo 1995 m. Šiuo metu veikia 28 palydovai, tolygiai paskirstyti orbitose, kurių aukštis 20 350 km (visam funkcionalumui pakanka 24 palydovų).

Žvelgdamas į ateitį, pasakysiu, kad tikrai esminis momentas GPS istorijoje buvo JAV prezidento sprendimas 2000 m. gegužės 1 d. panaikinti vadinamąjį atrankinės prieigos (SA – selektyviojo prieinamumo) režimą – dirbtinai įvesta klaida. į palydovinius signalus dėl netikslaus civilinių GPS imtuvų veikimo. Nuo šiol mėgėjų terminalas koordinates gali nustatyti kelių metrų tikslumu (anksčiau klaida buvo dešimčių metrų)! 1 pav. rodomos navigacijos klaidos prieš ir po atrankinės prieigos režimo išjungimo (duomenys) 1 pav.

Pabandykime bendrais bruožais suprasti, kaip veikia pasaulinė padėties nustatymo sistema, o tada paliesime keletą vartotojo aspektų. Pradėkime savo svarstymą nuo nuotolio nustatymo principo, kuris yra kosminės navigacijos sistemos veikimo pagrindas.

Algoritmas atstumo nuo stebėjimo taško iki palydovo matavimui.

Diapazonas pagrįstas atstumo nuo radijo signalo sklidimo iš palydovo iki imtuvo laiko delsos apskaičiavimu. Jei žinote radijo signalo sklidimo laiką, tada jo nueitą kelią galima nesunkiai apskaičiuoti tiesiog laiką padauginus iš šviesos greičio.

Kiekvienas GPS palydovas nuolat generuoja dviejų dažnių radijo bangas – L1=1575,42 MHz ir L2=1227,60 MHz. Siųstuvo galia yra atitinkamai 50 ir 8 vatai. Navigacijos signalas yra fazės poslinkis pseudoatsitiktinis kodas PRN (Pseudo Random Number Code). Yra dviejų tipų PRN: pirmasis C/A kodas (angl. Coarse Acquisition code) naudojamas civiliniuose imtuvuose, antrasis P kodas (Precision Code) naudojamas kariniams tikslams, o kartais ir geodezijos bei kartografijos problemoms spręsti. . L1 dažnis yra moduliuojamas tiek C/A, tiek P-kodu, L2 dažnis egzistuoja tik P-kodui perduoti. Be aprašytųjų, yra ir Y kodas, kuris yra užšifruotas P kodas (karo metu šifravimo sistema gali keistis).

Kodo pasikartojimo laikotarpis yra gana ilgas (pavyzdžiui, P kodui tai yra 267 dienos). Kiekvienas GPS imtuvas turi savo generatorių, veikiantį tuo pačiu dažniu ir moduliuojantį signalą pagal tą patį dėsnį kaip ir palydovo generatorius. Taigi pagal delsos trukmę tarp identiškų iš palydovo gauto ir nepriklausomai generuojamo kodo sekcijų galima apskaičiuoti signalo sklidimo trukmę, taigi ir atstumą iki palydovo.

Vienas iš pagrindinių aukščiau aprašyto metodo techninių sunkumų yra palydovo ir imtuvo laikrodžių sinchronizavimas. Net ir nedidelė klaida pagal įprastus standartus gali sukelti didžiulę klaidą nustatant atstumą. Kiekviename palydove yra didelio tikslumo atominiai laikrodžiai. Aišku, kad kiekviename imtuve tokio įrengti neįmanoma. Todėl norint ištaisyti koordinačių nustatymo klaidas dėl klaidų imtuve įmontuotame laikrodyje, naudojamas tam tikras duomenų, būtinų vienareikšmiškai georeferencijai, perteklius (apie tai šiek tiek vėliau).

Be pačių navigacijos signalų, palydovas nuolat perduoda įvairių tipų paslaugų informaciją. Imtuvas gauna, pavyzdžiui, efemeriją (tikslius duomenis apie palydovo orbitą), radijo signalo sklidimo jonosferoje vėlavimo prognozę (nes šviesos greitis kinta, kai ji praeina per skirtingus atmosferos sluoksnius), taip pat informacija apie palydovo veikimą (vadinamasis „almanachas“, kuris atnaujinamas kas 12,5 min. informacija apie visų palydovų būseną ir orbitas). Šie duomenys perduodami 50 bps L1 arba L2 dažniais.

Bendrieji koordinačių nustatymo naudojant GPS principai.

GPS imtuvo koordinačių nustatymo idėjos pagrindas yra apskaičiuoti atstumą nuo jo iki kelių palydovų, kurių vieta laikoma žinoma (šie duomenys yra iš palydovo gautame almanache). Geodezijoje objekto padėties apskaičiavimo metodas, matuojant jo atstumą nuo taškų su nurodytomis koordinatėmis, vadinamas trilateracija. 2 pav.

Jei žinomas atstumas A iki vieno palydovo, tai imtuvo koordinačių nustatyti negalima (jis gali būti bet kuriame A spindulio rutulio, aprašyto aplink palydovą, taške). Tegul yra žinomas imtuvo atstumas B nuo antrojo palydovo. Šiuo atveju koordinačių nustatymas taip pat negalimas – objektas yra kažkur ant apskritimo (2 pav. parodyta mėlyna spalva), kuris yra dviejų sferų susikirtimas. Atstumas C iki trečiojo palydovo sumažina koordinačių neapibrėžtį iki dviejų taškų (2 pav. pažymėta dviem storais mėlynais taškais). To jau pakanka vienareikšmiškai nustatyti koordinates – faktas yra tas, kad iš dviejų galimų imtuvo vietos taškų tik vienas yra Žemės paviršiuje (arba arti jo), o antrasis – klaidingas. , pasirodo esantis arba giliai Žemės viduje, arba labai aukštai virš jos paviršiaus. Taigi teoriškai trimatei navigacijai pakanka žinoti atstumus nuo imtuvo iki trijų palydovų.

Tačiau gyvenime viskas nėra taip paprasta. Minėti svarstymai buvo padaryti tuo atveju, kai atstumai nuo stebėjimo taško iki palydovų yra žinomi absoliučiu tikslumu. Žinoma, kad ir kokie išprusę būtų inžinieriai, tam tikra klaida visada įvyksta (bent jau kalbant apie ankstesniame skyriuje nurodytą netikslų imtuvo ir palydovo laikrodžių sinchronizavimą, šviesos greičio priklausomybę nuo atmosferos būklės, ir tt). Todėl norint nustatyti imtuvo trimates koordinates, dalyvauja ne trys, o mažiausiai keturi palydovai.

Gavęs signalą iš keturių (ar daugiau) palydovų, imtuvas ieško atitinkamų sferų susikirtimo taško. Jei tokio taško nėra, imtuvo procesorius pradeda reguliuoti savo laikrodį, naudodamas nuoseklias apytiksles, kol pasiekia visų sferų susikirtimą viename taške.

Pažymėtina, kad koordinačių nustatymo tikslumas siejamas ne tik su tiksliu atstumo nuo imtuvo iki palydovų apskaičiavimu, bet ir su klaidos dydžiu nurodant pačių palydovų vietą. Palydovų orbitoms ir koordinatėms stebėti yra keturios antžeminės sekimo stotys, ryšių sistemos ir JAV Gynybos departamento kontroliuojamas valdymo centras. Sekimo stotys nuolat stebi visus sistemoje esančius palydovus ir perduoda duomenis apie jų orbitas į valdymo centrą, kuriame skaičiuojami atnaujinti trajektorijos elementai ir palydovinio laikrodžio pataisos. Nurodyti parametrai įvedami į almanachą ir perduodami į palydovus, o jie savo ruožtu siunčia šią informaciją visiems veikiantiems imtuvams.

Be išvardytų, yra daug specialių sistemų, kurios padidina navigacijos tikslumą - pavyzdžiui, specialios signalų apdorojimo grandinės sumažina trikdžių klaidas (tiesioginio palydovo signalo sąveika su signalu, atsispindinčiu, pavyzdžiui, iš pastatų). . Į šių įrenginių veikimo specifiką nesigilinsime, kad be reikalo neapsunkintume teksto.

Atšaukus aukščiau aprašytą atrankinės prieigos režimą, civiliniai imtuvai „užrakinami prie reljefo“ 3–5 metrų paklaida (aukštis nustatomas maždaug 10 metrų tikslumu). Pateikti skaičiai atitinka signalo priėmimą iš 6-8 palydovų vienu metu (dauguma šiuolaikinių įrenginių turi 12 kanalų imtuvą, leidžiantį vienu metu apdoroti informaciją iš 12 palydovų).

Vadinamasis diferencialinės korekcijos režimas (DGPS – Diferencialinis GPS) leidžia kokybiškai sumažinti koordinačių matavimo paklaidą (iki kelių centimetrų). Diferencialinis režimas susideda iš dviejų imtuvų naudojimo - vienas yra nejudantis taške su žinomomis koordinatėmis ir vadinamas „baze“, o antrasis, kaip ir anksčiau, yra mobilus. Bazinio imtuvo gauti duomenys naudojami mobiliojo įrenginio surinktai informacijai taisyti. Korekcija gali būti atliekama tiek realiu laiku, tiek „neprisijungus“ duomenų apdorojimo metu, pavyzdžiui, kompiuteryje.

Paprastai kaip bazinis naudojamas profesionalus imtuvas, priklausantis įmonei, kuri specializuojasi navigacijos paslaugų teikimo ar geodezijos srityje. Pavyzdžiui, 1998 m. vasarį netoli Sankt Peterburgo kompanija NavGeoCom įrengė pirmąją Rusijoje diferencialinę GPS antžeminę stotį. Stoties siųstuvo galia – 100 vatų (dažnis 298,5 kHz), o tai leidžia naudoti DGPS iki 300 km atstumu nuo stoties jūra ir iki 150 km atstumu sausuma. Be antžeminių bazinių imtuvų, diferencinei GPS duomenų korekcijai galima naudoti palydovinio diferencialinio aptarnavimo sistemą OmniStar. Duomenys koregavimui perduodami iš kelių įmonės geostacionarių palydovų.

Pažymėtina, kad pagrindiniai diferencialinės korekcijos klientai yra geodezinės ir topografinės paslaugos – privačiam vartotojui DGPS nedomina dėl didelės kainos (Europoje „OmniStar“ paslaugų paketas kainuoja daugiau nei 1500 USD per metus) ir stambumo. įranga. Ir mažai tikėtina, kad kasdieniame gyvenime atsiranda situacijų, kai reikia žinoti savo absoliučias geografines koordinates su 10–30 cm paklaida.

Baigiant dalį, pasakojančią apie „teorinius“ GPS veikimo aspektus, pasakysiu, kad Rusija kosminės navigacijos atveju nuėjo savo keliu ir kuria savo GLONASS sistemą (Global Navigation Satellite System). Tačiau dėl tinkamų investicijų stokos orbitoje šiuo metu yra tik septyni palydovai iš dvidešimt keturių, reikalingų normaliam sistemos funkcionavimui...

Trumpos subjektyvios GPS vartotojo pastabos.

Taip atsitiko, kad 1997 m. iš kažkokio žurnalo sužinojau apie galimybę nustatyti savo buvimo vietą naudojant nešiojamą mobilaus telefono dydžio įrenginį. Tačiau nuostabias straipsnio autorių nubrėžtas perspektyvas negailestingai sutriuškino tekste nurodyta navigacijos įrenginio kaina – beveik 400 dolerių!

Po pusantrų metų (1998 m. rugpjūčio mėn.) likimas atvedė mane į nedidelę sporto parduotuvę Amerikos mieste Bostone. Įsivaizduokite mano nuostabą ir džiaugsmą, kai ant vieno iš langų netyčia pastebėjau kelis skirtingus navigatorius, kurių brangiausias kainavo 250 USD (paprasti modeliai buvo siūlomi už 99 USD). Žinoma, nebegalėjau išeiti iš parduotuvės be įrenginio, todėl ėmiau kankinti pardavėjus apie kiekvieno modelio savybes, privalumus ir trūkumus. Nieko suprantamo iš jų negirdėjau (ir visai ne dėl to, kad gerai nemoku anglų kalbos), todėl turėjau tai išsiaiškinti pačiam. Ir dėl to, kaip dažnai nutinka, buvo įsigytas pažangiausias ir brangiausias modelis - Garmin GPS II+, taip pat specialus jam dėklas ir maitinimo laidas iš automobilio cigarečių degiklio lizdo. Parduotuvėje buvo dar du priedai mano dabartiniam įrenginiui - navigatoriaus tvirtinimo ant dviračio vairo ir laidas prijungimui prie PC. Su pastaruoju žaidžiau ilgai, bet galiausiai nusprendžiau jo nepirkti dėl didelės kainos (šiek tiek virš 30 USD). Kaip vėliau paaiškėjo, laidą pirkau ne visiškai teisingai, nes visa įrenginio sąveika su kompiuteriu susiveda į nueito maršruto „išblukimą“ į kompiuterį (taip pat, manau, koordinates realiu laiku , tačiau dėl to kyla tam tikrų abejonių), ir net tada, kai reikia įsigyti programinę įrangą iš Garmin. Deja, žemėlapių įkelti į įrenginį galimybės nėra.

Aš nepateiksiu išsamaus savo įrenginio aprašymo, jei tik todėl, kad jis jau buvo nutrauktas (norintieji susipažinti su išsamiomis techninėmis charakteristikomis gali tai padaryti). Pastebėsiu tik tiek, kad navigatoriaus svoris – 255 gramai, matmenys – 59x127x41 mm. Dėl trikampio skerspjūvio prietaisas yra itin stabilus ant stalo ar automobilio prietaisų skydelio (saugesniam tvirtinimui pridedamas Velcro). Maitinimas tiekiamas iš keturių AA baterijų (jų užtenka tik 24 valandas nepertraukiamo veikimo) arba išorinio šaltinio. Pabandysiu pakalbėti apie pagrindines savo įrenginio galimybes, kurios, manau, turi didžiąją daugumą rinkoje esančių navigatorių.

Iš pirmo žvilgsnio GPS II+ galima supainioti su prieš porą metų išleistu mobiliuoju telefonu. Vos įdėmiai įsižiūrėjus pastebi telefono standartams neįprastai storą anteną, didžiulį ekraną (56x38 mm!) ir nedidelį skaičių klavišų.

Įjungus įrenginį, prasideda informacijos iš palydovų rinkimo procesas, o ekrane pasirodo paprasta animacija (besisukantis gaublys). Po pirminės iniciacijos (atviroje vietoje tai trunka porą minučių) ekrane pasirodo primityvus dangaus žemėlapis su matomų palydovų skaičiais, o šalia histograma, nurodanti kiekvieno palydovo signalo lygį. Be to, nurodoma ir navigacijos klaida (metrais) – kuo daugiau palydovų matys įrenginys, tuo, žinoma, tikslesnės bus koordinatės.

GPS II+ sąsaja sukurta puslapių „vartymo“ principu (tam net yra specialus PAGE mygtukas). „Palydovinis puslapis“ buvo aprašytas aukščiau, o be jo yra „navigacijos puslapis“, „žemėlapis“, „grįžimo puslapis“, „meniu puslapis“ ir daugybė kitų. Reikėtų pažymėti, kad aprašytas įrenginys nėra rusifikuotas, tačiau net ir prastai žinant anglų kalbą galite suprasti jo veikimą.

Navigacijos puslapyje rodoma: absoliučios geografinės koordinatės, nuvažiuotas atstumas, momentinis ir vidutinis greitis, aukštis virš jūros lygio, kelionės laikas ir ekrano viršuje elektroninis kompasas. Reikia pasakyti, kad aukštis nustatomas su daug didesne paklaida nei dvi horizontalios koordinatės (apie tai net yra speciali pastaba vartotojo vadove), kuri neleidžia naudoti GPS, pavyzdžiui, norint nustatyti aukštį parasparniais. . Bet momentinis greitis apskaičiuojamas itin tiksliai (ypač greitai judančių objektų), todėl prietaisu galima nustatyti sniego motociklų (kurių spidometrai linkę gerokai meluoti) greitį. Galiu duoti „blogą patarimą“ - išsinuomojant automobilį išjunkite jo spidometrą (kad skaičiuotų mažiau kilometrų - juk mokėjimas dažnai proporcingas ridai), o greitį ir nuvažiuotą atstumą nustatykite GPS pagalba ( laimei, jis gali būti matuojamas ir myliomis, ir kilometrais).

Vidutinis judėjimo greitis nustatomas pagal kiek keistą algoritmą – į tuščiosios eigos laiką (kai momentinis greitis lygus nuliui) skaičiuojant neatsižvelgiama (logiškiau, mano nuomone, būtų tiesiog nuvažiuotą atstumą padalinti iš viso kelionės laiko, tačiau GPS II+ kūrėjai vadovavosi kai kuriais kitais sumetimais).

Nuvažiuotas atstumas rodomas „žemėlapyje“ (įrenginio atmintis trunka 800 kilometrų – nuvažiavus daugiau, seniausios žymės automatiškai ištrinamos), tad jei norite, galite pamatyti savo klajonių raštą. Žemėlapio mastelis svyruoja nuo dešimčių metrų iki šimtų kilometrų, o tai neabejotinai itin patogu. Įspūdingiausias dalykas yra tai, kad įrenginio atmintyje yra pagrindinių pasaulio gyvenviečių koordinatės! JAV, žinoma, pristatoma išsamiau (pavyzdžiui, visos Bostono sritys žemėlapyje pateikiamos su pavadinimais) nei Rusija (čia nurodoma tik tokių miestų kaip Maskva, Tverė, Podolskas ir kt. vieta). Pavyzdžiui, įsivaizduokite, kad vykstate iš Maskvos į Brestą. Suraskite „Brest“ navigatoriaus atmintyje, paspauskite specialų mygtuką „GO TO“ ir ekrane pasirodys vietinė jūsų judėjimo kryptis; pasaulinė kryptis į Brestą; kilometrų skaičius (žinoma, tiesia linija), likęs iki kelionės tikslo; vidutinis greitis ir numatomas atvykimo laikas. Ir taip bet kur pasaulyje – net Čekijoje, net Australijoje, net Tailande...

Ne mažiau naudinga yra vadinamoji grąžinimo funkcija. Įrenginio atmintis leidžia įrašyti iki 500 pagrindinių taškų (kelio taškų). Kiekvieną tašką vartotojas gali pavadinti savo nuožiūra (pavyzdžiui, DOM, DACHA ir pan.), taip pat pateikiamos įvairios piktogramos informacijos atvaizdavimui ekrane. Įjungus grįžimo į tašką (bet kurį iš anksto įrašytą) funkciją, navigatoriaus savininkas gauna tas pačias galimybes kaip ir aukščiau aprašytu Bresto atveju (t.y. atstumas iki taško, numatomas atvykimo laikas ir viskas. Kitas). Pavyzdžiui, man buvo toks atvejis. Automobiliu atvykę į Prahą ir apsigyvenę viešbutyje, su draugu patraukėme į miesto centrą. Palikome mašiną aikštelėje ir išėjome pasivaikščioti. Po betikslio trijų valandų pasivaikščiojimo ir vakarienės restorane supratome, kad visiškai neprisimename, kur palikome automobilį. Lauke naktis, esame vienoje iš mažų nepažįstamo miesto gatvelių... Laimei, prieš palikdamas automobilį, navigatoriuje užsirašiau jo vietą. Dabar, paspaudęs porą aparato mygtukų, sužinojau, kad mašina stovi už 500 metrų nuo mūsų ir po 15 minučių jau klausėmės ramios muzikos važiuodami automobiliu į viešbutį.

Be judėjimo prie įrašytos žymos tiesia linija, o tai ne visada patogu miesto sąlygomis, „Garmin“ siūlo „TrackBack“ funkciją – grįžimą savo keliu. Grubiai tariant, judėjimo kreivė yra apytikslė tiesių atkarpų skaičiumi, o lūžio taškuose dedamos žymės. Kiekvienoje tiesioje atkarpoje navigatorius veda vartotoją prie artimiausios žymos, o ją pasiekęs automatiškai persijungia į kitą ženklą. Itin patogi funkcija važiuojant nepažįstamoje vietovėje (signalas iš palydovų, žinoma, nepraeina pro pastatus, todėl norint gauti duomenis apie savo koordinates tankiai apstatytomis sąlygomis, tenka ieškoti daugiau ar mažiau atvira vieta).

Aš nesigilinsiu į įrenginio galimybių aprašymą - patikėkite manimi, be aprašytųjų, jame taip pat yra daug malonių ir reikalingų dalykėlių. Vien pakeisti ekrano orientaciją verta – įrenginį galite naudoti tiek horizontalioje (automobilio), tiek vertikalioje (pėstiesiems) padėtyje (žr. 3 pav.).

Manau, kad vienas iš pagrindinių GPS privalumų vartotojui yra mokesčių už naudojimąsi sistema nebuvimas. Vieną kartą nusipirkau įrenginį ir džiaugiuosi!

Išvada.

Manau, kad nebūtina išvardyti svarstomos globalios padėties nustatymo sistemos taikymo sričių. GPS imtuvai yra įmontuoti automobiliuose, mobiliuosiuose telefonuose ir net laikrodžiuose! Neseniai gavau pranešimą apie lusto, jungiančio miniatiūrinį GPS imtuvą ir GSM modulį, sukūrimą – siūloma šunų antkaklius aprūpinti jo pagrindu sukurtais įrenginiais, kad šeimininkas per korinį tinklą galėtų lengvai surasti pasiklydusį šunį. .

Bet kiekvienoje medaus statinėje yra musė tepalu. Šiuo atveju Rusijos įstatymai atlieka pastarųjų vaidmenį. Detaliau neaptarinėsiu teisinių GPS navigatorių naudojimo Rusijoje aspektų (kažką apie tai galima rasti), tik pažymėsiu, kad teoriškai didelio tikslumo navigacijos įrenginiai (kurie, be jokios abejonės, yra net mėgėjiški GPS imtuvai) mūsų šalyje draudžiami, o jų savininkams grės įrenginio konfiskavimas ir nemaža bauda.

Vartotojų laimei, Rusijoje įstatymų griežtumą kompensuoja jų įgyvendinimo neprivalumas - pavyzdžiui, daugybė limuzinų su GPS imtuvo antena ant bagažinės dangčio važinėja po Maskvą. Visi daugiau ar mažiau rimti jūrų laivai yra aprūpinti GPS (o jau užaugo visa karta buriuotojų, kuriems sunku orientuotis naudojant kompasą ir kitas tradicines navigacijos priemones). Tikiuosi, kad valdžia neįkiš stipino į technologinės pažangos ratus ir artimiausiu metu įteisins GPS imtuvų naudojimą mūsų šalyje (atšaukė leidimus mobiliesiems telefonams), taip pat duos duoti kelią. detalių reljefo žemėlapių, būtinų visapusiškam automobilių navigacijos sistemų naudojimui, išslaptinimas ir kopijavimas

GPS yra palydovinė navigacijos sistema, kuri matuoja atstumą, laiką ir nustato vietą. Leidžia nustatyti objektų vietą ir greitį bet kurioje Žemės vietoje (neįskaitant poliarinių regionų), beveik bet kokiu oru, taip pat kosminėje erdvėje šalia planetos. Sistemą kuria, diegia ir eksploatuoja JAV Gynybos departamentas.

Trumpos GPS charakteristikos

JAV gynybos departamento palydovinės navigacijos sistema yra GPS, dar vadinama NAVSTAR. Sistema susideda iš 24 dirbtiniai žemės palydovai (NES), antžeminio valdymo-matavimo kompleksas ir vartotojų įranga. Tai pasaulinė, bet kokiomis oro sąlygomis veikianti navigacinė sistema, leidžianti itin tiksliai nustatyti objektų koordinates trimatėje artimoje Žemės erdvėje. GPS palydovai yra išdėstyti šešiose vidutinio aukščio orbitose (aukštis 20 183 km), o jų orbitos periodas yra 12 valandų.Orbitos plokštumos yra išdėstytos 60° intervalais ir pasvirusios į pusiaują 55° kampu. Kiekvienoje orbitoje yra 4 palydovai. 18 palydovų yra minimalus skaičius, užtikrinantis bent 4 palydovų matomumą kiekviename Žemės taške.

Pagrindinis sistemos naudojimo principas – vietos nustatymas matuojant atstumus iki objekto nuo žinomų koordinačių taškų – palydovų. Atstumas apskaičiuojamas pagal signalo sklidimo delsą nuo jo išsiuntimo palydovu iki priėmimo per GPS imtuvo anteną. Tai yra, norint nustatyti trimates koordinates, GPS imtuvas turi žinoti atstumą iki trijų palydovų ir GPS sistemos laiką. Taigi imtuvo koordinatėms ir aukščiui nustatyti naudojami signalai iš mažiausiai keturių palydovų.

Sistema skirta orlaivių ir laivų navigacijai ir laikui nustatyti su dideliu tikslumu. Jis gali būti naudojamas dvimačiu navigacijos režimu – Žemės paviršiuje esančių objektų navigacijos parametrų 2D nustatymas) ir trimačiu režimu – 3D (virš Žemės paviršiaus esančių objektų navigacijos parametrų matavimas). Norint rasti objekto trimatę padėtį, būtina išmatuoti ne mažiau kaip 4 NIS navigacijos parametrus, o dvimatei navigacijai - ne mažiau kaip 3 NIS. GPS naudoja pseudo nuotolio ieškiklį padėties nustatymui ir pseudoradialinio greičio metodą objekto greičiui nustatyti.

Norėdami pagerinti tikslumą nustatymo rezultatai išlyginami naudojant Kalmano filtrą. GPS palydovai navigacijos signalus perduoda dviem dažniais: F1 = 1575,42 ir F2 = 1227,60 MHz. Spinduliavimo režimas: nuolatinis su pseudotriuksmo moduliacija. Navigacijos signalai yra viešas C/A kodas (kursas ir gavimas), perduodamas tik F1 dažniu, ir apsaugotas P kodas (tikslumo kodas), skleidžiamas F1, F2 dažniais.

GPS, kiekvienas NIS turi savo unikalų C/A kodą ir unikalų P kodą. Šis palydovinio signalo atskyrimo būdas vadinamas kodo atskyrimu. Tai leidžia borto įrangai atpažinti, kuriam palydovui priklauso signalas, kai jie visi siunčia tuo pačiu dažniu. GPS teikia dviejų lygių klientų aptarnavimą: PPS tikslios padėties nustatymo paslauga ir SPS standartinė padėties nustatymo paslauga PPS yra pagrįstas tiksliu kodu, o SPS. – viešai prieinama. PPS lygio paslauga teikiama JAV karinėms ir federalinėms tarnyboms, o SPS – masiniam civiliniam vartotojui.Palydovas be navigacijos signalų reguliariai perduoda pranešimus, kuriuose yra informacija apie palydovo būseną, jo efemeriją, sistemą. laikas, jonosferos vėlavimo prognozė ir veiklos rodikliai. Borto GPS įrangą sudaro antena ir imtuvo indikatorius. PI apima imtuvą, kompiuterį, atminties blokus, valdymo ir rodymo įrenginius. Atminties blokuose saugomi reikalingi duomenys, programos problemoms spręsti ir imtuvo indikatoriaus veikimui valdyti. Priklausomai nuo paskirties, naudojama dviejų tipų bortinė įranga: specialioji ir skirta masiniam vartotojui Speciali įranga skirta raketų, karinių orlaivių, laivų ir specialiųjų laivų kinematinių parametrų nustatymui. Ieškodamas objekto parametrų, jis naudoja P ir C/A kodus. Ši įranga užtikrina beveik nuolatinį nustatymą su tikslumas: objekto vieta— 5+7 m, greitis — 0,05+0,15 m/s, laikas — 5+15 ns

Pagrindinės GPS navigacijos palydovinės sistemos taikymas:

• Geodezija: GPS pagalba nustatomos tikslios taškų koordinatės ir žemės sklypų ribos
• Kartografija: GPS naudojamas civilinėje ir karinėje kartografijoje
• Navigacija: GPS naudojamas tiek jūrų, tiek kelių navigacijai
• Palydovinis transporto stebėjimas: naudojant GPS, stebima transporto priemonių padėtis, greitis, kontroliuojamas jų judėjimas
• Mobilusis ryšys: pirmieji mobilieji telefonai su GPS pasirodė 90-aisiais. Kai kuriose šalyse, pavyzdžiui, JAV, tai naudojama norint greitai nustatyti 911 skambinančio asmens buvimo vietą.
• Tektonika, plokščių tektonika: naudojant GPS plokščių judesiams ir virpesiams stebėti
• Aktyvus poilsis: yra įvairių GPS naudojančių žaidimų, pavyzdžiui, Geocaching ir kt.
• Geografinis žymėjimas: informacija, pvz., nuotraukos, yra „susieta“ su koordinatėmis dėl integruotų arba išorinių GPS imtuvų.

Vartotojų koordinačių nustatymas

Padėties nustatymas pagal atstumus iki palydovų

Vietos koordinatės apskaičiuojamos pagal išmatuotus atstumus iki palydovų. Norint nustatyti vietą, reikia atlikti keturis matavimus. Pakanka trijų matmenų, jei galite pašalinti neįtikimus sprendimus kitomis prieinamomis priemonėmis. Dėl techninių priežasčių reikalingas kitas matavimas.

Atstumo iki palydovo matavimas

Atstumas iki palydovo nustatomas matuojant laiką, per kurį radijo signalas nukeliauja nuo palydovo iki mūsų. Tiek palydovas, tiek imtuvas generuoja tą patį pseudoatsitiktinį kodą griežtai vienu metu, bendra laiko skale. Palygindami jo pseudoatsitiktinio kodo delsą su imtuvo kodu, nustatykime, kiek laiko užtruko, kad mus pasiektų palydovo signalas.

Užtikrinti tobulą laiką

Tikslus laikas yra labai svarbus norint išmatuoti atstumus iki palydovų. Palydovai yra tikslūs laiku, nes juose yra atominiai laikrodžiai. Imtuvo laikrodis gali būti netobulas, nes jo dreifą galima pašalinti naudojant trigonometrinius skaičiavimus. Norint pasinaudoti šia galimybe, būtina išmatuoti atstumą iki ketvirtojo palydovo. Keturių matavimų poreikį lemia imtuvo konstrukcija.

Palydovo padėties kosmose nustatymas.

Norėdami apskaičiuoti savo koordinates, turime žinoti ir atstumus iki palydovų, ir kiekvieno iš jų vietą kosminėje erdvėje. GPS palydovai keliauja taip aukštai, kad jų orbitos yra labai stabilios ir gali būti labai tiksliai nuspėjamos. Sekimo stotys nuolat matuoja nedidelius orbitų pokyčius, o duomenys apie šiuos pokyčius perduodami iš palydovų.

Jonosferos ir atmosferos signalų vėlavimai.

Yra du būdai, kuriais galima sumažinti klaidą iki minimumo. Pirma, galime numatyti, koks būtų tipiškas greičio pokytis įprastą dieną, esant vidutinėms jonosferos sąlygoms, ir tada pritaikyti pataisą visiems mūsų matavimams. Bet, deja, ne kiekviena diena yra įprasta. Kitas būdas yra palyginti dviejų signalų, turinčių skirtingus nešlio dažnius, sklidimo greičius. Jei palygintume dviejų skirtingo dažnio GPS signalo komponentų sklidimo laiką, sužinotume, koks sulėtėjimas įvyko. Šis korekcijos metodas yra gana sudėtingas ir naudojamas tik pažangiausiuose, vadinamuosiuose „dviejų dažnių“ GPS imtuvuose.

Daugiatakis.

Kitas klaidų tipas yra „daugiakryptės“ klaidos. Jie atsiranda, kai iš palydovo perduodami signalai pakartotinai atsispindi nuo aplinkinių objektų ir paviršių prieš pasiekiant imtuvą.

Geometrinis veiksnys, mažinantis tikslumą.

Geruose imtuvuose yra įdiegtos skaičiavimo procedūros, kurios analizuoja visų stebimų palydovų santykines padėtis ir iš jų atrenka keturis kandidatus, t.y. geriausiai išsidėstę keturi palydovai.

Gautas GPS tikslumas.

Gauta GPS klaida nustatoma pagal klaidų iš įvairių šaltinių sumą. Kiekvieno indėlis skiriasi priklausomai nuo atmosferos sąlygų ir įrangos kokybės. Be to, JAV gynybos departamentas gali sąmoningai sumažinti tikslumą, kai GPS palydovuose įdiegė vadinamąjį S/A režimą (Selective Availability). Šis režimas skirtas neleisti potencialiam priešui įgyti taktinio pranašumo nustatant GPS padėtį. Kai šis režimas yra nustatytas, jis sukuria svarbiausią visos GPS klaidos komponentą.

Išvada:

Matavimų tikslumas GPS naudojimas priklauso nuo imtuvo konstrukcijos ir klasės, palydovų skaičiaus ir vietos (realiu laiku), jonosferos ir Žemės atmosferos būklės (sunkūs debesys ir kt.), trukdžių buvimo ir kitų faktorių. „Buitiniai“ GPS įrenginiai, skirti „civiliniams“ vartotojams, turi matavimo paklaidą nuo ±3-5m iki ±50m ir daugiau (vidutiniškai realus tikslumas su minimaliais trukdžiais, jei nauji modeliai, yra ±5-15 metrų plane). Maksimalus galimas tikslumas siekia +/- 2-3 metrus horizontaliai. Aukštis – nuo ​​±10-50m iki ±100-150 metrų. Aukščiamatis bus tikslesnis, jei sukalibruosite skaitmeninį barometrą artimiausiu tašku, kurio tikslus aukštis yra žinomas (pavyzdžiui, iš įprasto atlaso) lygioje vietovėje arba pagal žinomą atmosferos slėgį (jei jis nesikeičia per greitai, kai oras pokyčiai). Didelio tikslumo „geodezinės klasės“ matuokliai - tikslesni dviem ar trimis dydžiais (iki centimetro, plane ir aukštyje). Faktinį matavimų tikslumą lemia įvairūs faktoriai, pavyzdžiui, atstumas nuo artimiausios bazinės (korekcinės) stoties sistemos aptarnavimo zonoje, daugialypiškumas (kartotinių matavimų / kaupimų skaičius taške), tinkama darbų kokybės kontrolė, darbo lygis. specialisto mokymas ir praktinė patirtis. Tokią didelio tikslumo įrangą gali naudoti tik specializuotos organizacijos, specialiosios tarnybos ir kariuomenė.

Norėdami pagerinti navigacijos tikslumą GPS imtuvą rekomenduojama naudoti atviroje vietoje (greta nėra pastatų ar pakibusių medžių), esant gana lygiam reljefui, ir prijungti papildomą išorinę anteną. Rinkodaros tikslais tokiems įrenginiams priskiriamas „dvigubas patikimumas ir tikslumas“ (kalbant apie vienu metu naudojamas dvi palydovines sistemas Glonass ir Gypies), tačiau realus parametrų pagerėjimas (padidėjęs koordinačių nustatymo tikslumas) gali siekti tik iki keliasdešimt procentų. Galimas tik pastebimai sutrumpintas karšto ir šilto paleidimo laikas ir matavimo trukmė

GPS matavimų kokybė pablogėja, jei palydovai yra danguje tankiame pluošte arba vienoje linijoje ir „toli“ - arti horizonto (visa tai vadinama „bloga geometrija“) ir yra signalo trukdžių (aukšti pastatai). blokuoja signalą, medžiai, šalia esantys statūs kalnai, atspindintys signalą). Dieninėje Žemės pusėje (šiuo metu apšviesta Saulės) – praskridę pro jonosferos plazmą, radijo signalai susilpnėja ir iškreipiami eilės tvarka stipriau nei naktinėje. Geomagnetinės audros metu, po galingų saulės pliūpsnių, galimi palydovinės navigacijos įrangos veikimo sutrikimai ir ilgi pertraukimai.

Tikrasis GPS tikslumas priklauso nuo GPS imtuvo tipo ir duomenų rinkimo bei apdorojimo ypatybių. Kuo daugiau kanalų (jų turi būti ne mažiau kaip 8) navigatoriuje, tuo tiksliau ir greičiau nustatomi teisingi parametrai. Gaunant „pagalbinius A-GPS vietos serverio duomenis“ internetu (paketinių duomenų perdavimo būdu, telefonuose ir išmaniuosiuose telefonuose), padidėja koordinačių ir vietos nustatymo žemėlapyje greitis.

WAAS (Wide Area Augmentation System, Amerikos žemyne) ir EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Services, Europe) - diferencinės posistemės, perduodančios per geostacionarų ryšį (aukštyje nuo 36 tūkst. km žemesnėse platumose iki 40 tūkst. kilometrų virš vidutinių ir aukštųjų platumų). palydovai koreguoja informaciją į GPS imtuvus (įvedamos pataisos). Jie gali pagerinti roverio (lauko, mobiliojo imtuvo) padėties nustatymo kokybę, jei šalia yra ir veikia antžeminės bazinės korekcijos stotys (stacionarūs atskaitos signalų imtuvai, kurie jau turi didelio tikslumo koordinačių atskaitą). Tokiu atveju lauko ir baziniai imtuvai turi vienu metu sekti to paties pavadinimo palydovus.

Norėdami padidinti matavimo greitį Rekomenduojama naudoti kelių kanalų (8 ar daugiau kanalų) imtuvą su išorine antena. Turi būti matomi bent trys GPS palydovai. Kuo jų daugiau, tuo geresnis rezultatas. Taip pat būtinas geras dangaus matomumas (atviras horizontas). Greitas, „karštas“ (trunkantis pirmomis sekundėmis) arba „šiltas“ (pusės minutės ar minutės, laiku) priimančiojo įrenginio paleidimas galimas, jei jame yra naujausias, šviežias almanachas. Tuo atveju, kai navigatorius nebuvo naudojamas ilgą laiką, imtuvas yra priverstas gauti visą almanachą ir jį įjungus bus atliekamas šaltas užvedimas (jei įrenginys palaiko AGPS, tada greičiau - iki kelias sekundes). Norint nustatyti tik horizontalias koordinates (platumą/ilgumą), gali pakakti signalų iš trijų palydovų. Norint gauti trimates (su aukščiu) koordinates, reikia bent keturių koordinačių. Poreikis sukurti savo, vietinę navigacijos sistemą kyla dėl to, kad GPS yra amerikietiškas, potencialūs priešai, kurie, atsižvelgdami į savo karinius ir geopolitinius interesus, gali bet kada pasirinktinai išjungti, „užstrigti“, modifikuoti bet kuriame regione ar padidinti dirbtinį. , sisteminė koordinačių klaida (šios paslaugos vartotojams iš užsienio), kuri visada yra taikos metu.

Popierinius vietovės žemėlapius pakeitė elektroniniai žemėlapiai, kuriuose navigacija vykdoma naudojant GPS palydovinę sistemą. Iš šio straipsnio sužinosite, kada atsirado palydovinė navigacija, kas ji yra dabar ir kas jos laukia artimiausiu metu.

Pirmosios prielaidos

Antrojo pasaulinio karo metais JAV ir Didžiosios Britanijos flotilės turėjo galingą kozirį – radijo švyturius naudojančią navigacijos sistemą LORAN. Pasibaigus karo veiksmams, „provakarietiškų“ šalių civiliai laivai gavo technologiją savo žinioje. Po dešimtmečio SSRS pradėjo eksploatuoti savo atsakymą – radijo švyturių pagrindu sukurta navigacinė sistema „Chaika“ naudojama ir šiandien.

Tačiau sausumos navigacija turi didelių trūkumų: nelygus reljefas tampa kliūtimi, o jonosferos įtaka neigiamai veikia signalo perdavimo laiką. Jei atstumas tarp navigacijos radijo švyturio ir laivo yra per didelis, koordinačių nustatymo klaida gali būti matuojama kilometrais, o tai yra nepriimtina.

Antžeminius radijo švyturius kariniams tikslams pakeitė palydovinės navigacijos sistemos, iš kurių pirmoji – „American Transit“ (kitas NAVSAT pavadinimas) buvo paleista 1964 m. Šeši žemos orbitos palydovai užtikrino koordinačių nustatymo tikslumą iki dviejų šimtų metrų.

1976 metais SSRS paleido panašią karinę navigacijos sistemą „Cyclone“, o po trejų metų – civilinę „Cicada“. Didelis ankstyvųjų palydovinės navigacijos sistemų trūkumas buvo tas, kad jomis buvo galima naudotis tik trumpai – valandą. Žemos orbitos palydovai, net ir nedideliais kiekiais, negalėjo užtikrinti plačios signalo aprėpties.

GPS vs. GLONASS

1974 metais JAV armija į orbitą iškėlė pirmąjį tuomet naujos navigacijos sistemos NAVSTAR palydovą, kuris vėliau buvo pervadintas į GPS (Global Positioning System). Devintojo dešimtmečio viduryje GPS technologijas buvo leista naudoti civiliniuose laivuose ir lėktuvuose, tačiau ilgą laiką jie galėjo užtikrinti daug mažiau tikslią padėties nustatymą nei kariniai. Dvidešimt ketvirtasis GPS palydovas, paskutinis, reikalingas visiškai uždengti Žemės paviršių, buvo paleistas 1993 m.

1982 metais SSRS pateikė savo atsakymą – tai buvo GLONASS (Global Navigation Satellite System) technologija. Paskutinis 24-asis GLONASS palydovas į orbitą iškeliavo 1995 m., tačiau dėl trumpo palydovų tarnavimo laiko (trejų iki penkerių metų) ir nepakankamo projekto finansavimo sistema nebeveikė beveik dešimtmetį. Pasaulinę GLONASS aprėptį pavyko atkurti tik 2010 m.

Kad išvengtų tokių gedimų, tiek GPS, tiek GLONASS dabar naudoja 31 palydovą: 24 pagrindinius ir 7 rezervinius, kaip sakoma, tik tuo atveju. Šiuolaikiniai navigacijos palydovai skrenda maždaug 20 tūkstančių km aukštyje ir sugeba du kartus per dieną apskrieti Žemę.

Kaip veikia GPS

Padėties nustatymas GPS tinkle atliekamas išmatuojant atstumą nuo imtuvo iki kelių palydovų, kurių vieta yra tiksliai žinoma esamu laiko momentu. Atstumas iki palydovo matuojamas signalo delsą padauginus iš šviesos greičio.
Ryšys su pirmuoju palydovu suteikia informaciją tik apie galimų imtuvo vietų diapazoną. Dviejų sferų sankirta duos apskritimą, trijų – du taškus, o keturi – vienintelį teisingą tašką žemėlapyje. Mūsų planeta dažniausiai naudojama kaip viena iš sferų, leidžianti nustatyti padėtį tik trijuose, o ne keturiuose palydovuose. Teoriškai GPS padėties nustatymo tikslumas gali siekti 2 metrus (praktiškai paklaida daug didesnė).

Kiekvienas palydovas į imtuvą siunčia didelį informacijos rinkinį: tikslų laiką ir jo korekciją, almanachą, efemerido duomenis ir jonosferos parametrus. Norint išmatuoti vėlavimą tarp jo siuntimo ir priėmimo, reikalingas tikslus laiko signalas.

Navigacijos palydovai aprūpinti didelio tikslumo cezio laikrodžiais, o imtuvuose – daug mažiau tikslūs kvarciniai laikrodžiai. Todėl norint patikrinti laiką, susisiekiama su papildomu (ketvirtuoju) palydovu.

Tačiau cezio laikrodžiai taip pat gali klysti, todėl jie tikrinami pagal vandenilinius laikrodžius, pastatytus ant žemės. Kiekvienam palydovui navigacijos sistemos valdymo centre individualiai apskaičiuojama laiko korekcija, kuri vėliau kartu su tiksliu laiku siunčiama į imtuvą.

Kitas svarbus palydovinės navigacijos sistemos komponentas yra almanachas, kuris yra ateinančio mėnesio palydovo orbitos parametrų lentelė. Almanachas, kaip ir laiko korekcija, skaičiuojami valdymo centre.

Palydovai taip pat perduoda atskirus efemerido duomenis, kurių pagrindu skaičiuojami orbitos nuokrypiai. Ir atsižvelgiant į tai, kad šviesos greitis nėra pastovus niekur, išskyrus vakuumą, reikia atsižvelgti į signalo vėlavimą jonosferoje.

Duomenų perdavimas GPS tinkle vykdomas griežtai dviem dažniais: 1575,42 MHz ir 1224,60 MHz. Skirtingi palydovai transliuoja tuo pačiu dažniu, tačiau naudoja CDMA kodų padalijimą. Tai yra, palydovo signalas yra tik triukšmas, kurį galima iššifruoti tik tada, kai turite atitinkamą PRN kodą.

Aukščiau pateiktas metodas leidžia užtikrinti didelį atsparumą triukšmui ir naudoti siaurą dažnių diapazoną. Tačiau kartais GPS imtuvai vis tiek turi ilgai ieškoti palydovų, o tai lemia daugybė priežasčių.

Pirma, imtuvas iš pradžių nežino, kur yra palydovas, ar jis tolsta, ar artėja, ir koks yra jo signalo dažnio poslinkis. Antra, kontaktas su palydovu laikomas sėkmingu tik tada, kai iš jo gaunamas visas informacijos rinkinys. Duomenų perdavimo greitis GPS tinkle retai viršija 50 bps. O kai tik signalas nutrūksta dėl radijo trukdžių, paieška pradedama iš naujo.

Palydovinės navigacijos ateitis

Dabar GPS ir GLONASS yra plačiai naudojami taikiems tikslams ir iš tikrųjų yra keičiami. Naujausios navigacijos lustai palaiko abu ryšio standartus ir jungiasi prie tų palydovų, kurie randami pirmieji.

Amerikietiška GPS ir rusiška GLONASS toli gražu nėra vienintelės palydovinės navigacijos sistemos pasaulyje. Pavyzdžiui, Kinija, Indija ir Japonija pradėjo diegti savo palydovines sistemas, vadinamas atitinkamai BeiDou, IRNSS ir QZSS, kurios veiks tik jų šalyse ir todėl joms reikia palyginti nedaug palydovų.

Bet bene didžiausią susidomėjimą kelia Europos Sąjungos vystomas „Galileo“ projektas, kuris visu pajėgumu turėtų būti paleistas iki 2020 m. Iš pradžių „Galileo“ buvo sumanyta kaip grynai europietiškas tinklas, tačiau Artimųjų Rytų ir Pietų Amerikos šalys jau išreiškė norą dalyvauti jį kuriant. Taigi pasaulinėje CLO rinkoje netrukus gali atsirasti „trečioji jėga“. Jei ši sistema bus suderinama su esamomis, o greičiausiai taip ir bus, tai vartotojai bus tik į naudą – turėtų padidėti palydovų paieškos greitis ir padėties nustatymo tikslumas.

GPS (sutrumpinimas iš Global Positioning System) – tai palydovinė navigacijos sistema, veikianti pasaulinėje koordinačių sistemoje WGS 84. GPS leidžia nustatyti objektų vietą ir greitį beveik bet kurioje Žemės vietoje. Įdomu tai, kad sistemą sukūrė ir įdiegė JAV Gynybos departamentas, tačiau šiuo metu ji naudojama civiliniams tikslams. Rusija sukūrė savo palydovinės navigacijos sistemą, kuri vadinasi ir apie tai jau rašėme. Sistemos veikia panašiai, tačiau GLONASS palydovai yra stabilesni.

Prieš kurį laiką GPS telefonuose buvo naudojamas retai, todėl tai buvo savotiškas smalsumas, galintis nustebinti žmones. Tačiau tie laikai jau seniai praėjo ir šiandien reikia sunkiai dirbti, kad rastumėte išmanųjį telefoną, kuris nepalaiko GPS.

Kodėl jums reikia GPS jūsų telefone / išmaniajame telefone / planšetiniame kompiuteryje?

GPS pirmiausia naudojamas įrenginio vietai nustatyti. Remdamasis tuo, vartotojas gali suprasti, kur jis šiuo metu yra. Šiuo principu sukurti navigaciniai žemėlapiai, kuriuos naudoja, pavyzdžiui, automobilių entuziastai. O kartu su internetu žemėlapiai gali parodyti ne tik įrenginio vietą ir kelią iki tikslo, bet ir eismo spūstis. Ryškus pavyzdys yra „Yandex.Maps“.

Išmaniuosius telefonus su GPS naudoja ne tik paprasti vairuotojai, jie labai populiarūs tarp kurjerių, taip pat taksi vairuotojų – ypač kalbant apie didelius miestus.

Vietos funkcija naudojama kai kuriose paslaugose. Pavyzdžiui, socialiniame tinkle galite paskelbti nuotrauką ir nurodyti koordinates, kur ji ką tik užfiksuota. Yra paslaugų, kurios leidžia pažymėti savo vietą ne paprastuose žemėlapiuose, o parduotuvėje ar kavinėje – taip vartotojas gali siųsti savo žinutę draugams ir pakviesti juos.

Yra net pažinčių paslaugų, pagrįstų dabartine vartotojo vieta. Taigi, vartotojas nurodo, kur jis yra, ir mato kitus vartotojus žemėlapyje. Pavyzdžiui, vartotojai gali susipažinti vieni su kitais, jei yra arti žemėlapyje.

Ar yra kokių nors GPS trūkumų?

Pats GPS trūkumas neturi, tačiau verta atminti, kad vieta ne visada gali būti patikima, nes yra klaidų ribos. Tikslesniam padėties nustatymui galite naudoti abi navigacines sistemas vienu metu – GPS ir GLONASS, juolab kad jos abi naudojamos daugelyje įrenginių.

Priešingu atveju GPS turi rimtų pranašumų. Be to, sistema iš tikrųjų neturi jokios įtakos įrenginio kainai, ką matote išmaniųjų telefonų kaina: net ir nebrangiausiuose įrenginiuose yra GPS.