Как работает глонасс на автомобиле


Что такое ГЛОНАСС, для чего используется, как работает на автомобиле

Что такое ГЛОНАСС сегодня знают многие. Но как именно работает эта система, для чего она предназначена и что необходимо для ее эффективного использования, часто остается «за скобками».

Расценивать систему ГЛОНАСС просто как систему спутниковой навигации — значит, предельно упрощать ее функционал. Сегодня она может использоваться не только военными (как это было изначально задумано), но и владельцами коммерческих предприятий, а также рядовыми автолюбителями.

Что такое ГЛОНАСС и как работает система?

ГЛОНАСС – это российская разработка, которая обеспечивает точное позиционирование объекта в пространстве с минимальной погрешностью. Для определения координат используется специальное оборудование, которое при поддержке наземной инфраструктуры связывается с сетью спутников, выведенных на околоземную орбиту.

Принцип работы системы:

  • На объект, координаты которого необходимо определить, устанавливается приемно-передающее устройство – терминал.
  • Для позиционирования терминал подает запрос на спутники. Чем больше спутников ответят на запрос (в идеале – не менее 4), тем точнее будут определены координаты.
  • Ответный сигнал поступает в терминал, программный комплекс которого анализирует время задержки для разных спутников. На основе анализа ответной информации определяются координаты объекта, на котором установлено приемное оборудование.

При постоянной работе терминала (т.е. регулярной отправке запросов и анализе ответов) система ГЛОНАСС может определять не только положение, но и скорость движения объекта. При движении точность позиционирования снижается, но все равно остается достаточной для того, чтобы навигационное оборудования могло выполнить привязку координат объекта к электронной карте местности и построить маршрут.

Сравнение с основным аналогом — системой GPS

Дать полный ответ на вопрос «Что такое ГЛОНАСС?» невозможно без сравнения его с «ближайшим конкурентом» — системой глобального позиционирования GPS. Работы над обеими системами начались в СССР и США примерно в одно время – в начале 80х годов прошлого века. После того как спутниковая навигация вышла из-под полного контроля военных и стала применяться в коммерческих целях, ГЛОНАСС и GPS развивались по достаточно схожим сценариям.

Обе системы работают на базе группировок из 24 спутников на геостационарных орбитах. Но есть у них и отличия:

  • Российские спутники двигаются в 3 плоскостях (соответственно, 8 аппаратов на одну орбиту).
  • У спутников GPS выделено 4 орбиты по 6 аппаратов в каждой.
  • Погрешность позиционирования у GPS несколько ниже, но обе системы достаточно точно определяют координаты.
  • Основное преимущество GPS — практически 100% покрытие территории земного шара. ГЛОНАСС полностью покрывает территорию РФ, но за пределами Российской Федерации есть участки, в которых сигнал от спутников очень слабый или полностью отсутствует.
  • Также есть нюансы технического характера: сервис из США использует кодировку CDMA, российский — более сложную и потому более энергоемкую кодировку FDMA. Из-за этого срок эксплуатации спутников ГЛОНАСС сокращается, так что возникает потребность в более частом выводе техники на орбиту.
Параметры ГЛОНАСС GPS
Количество спутников 24 24
Кол-во спутников в плоскости 8 6
Кол-во орбит у спутников 3 4
Погрешность, м 2…6 2…4
Размер покрытия Вся Россия и 2/3 территории мира Около к 100% территории мира

Сложно говорить об однозначном преимуществе одной из двух описанных навигационных систем. Тем более что чаще всего оборудование для удаленного позиционирования делают комбинированным: оно может работать как со спутниками GPS, так и с аппаратурой ГЛОНАСС.

Сфера применения

Аппаратура и программное обеспечение, которое дает возможность определять местонахождение объекта с помощью спутниковой сети, может решать несколько задач.

Основная функция, которую выполняют бытовые терминалы ГЛОНАСС — глобальная навигация для транспорта. Такое оборудование представляет собой усовершенствованную карту: координаты, определённые терминалом, накладываются на план местности и показывают оптимальное направление движения к заданному пункту.

Кроме этого оборудование может использоваться:

  • В системах мониторинга транспорта. Предприятия, вынужденные отслеживать движение множества транспортных средств (автобусы для перевозки пассажиров, грузовики) по регулярным или нерегулярным маршрутам, получает возможность в любом момент увидеть, где находится та или иная машина. Для этого автомобили оснащаются ГЛОНАСС-терминалами, которые подключаются к программному обеспечению.

Кроме непосредственного отслеживания перемещения техники диспетчер получает возможность контролировать соблюдение скоростного режима, режима труда/отдыха шофера, сохранности груза в холодильных отсеках рефрижераторов, уровня горючего в баках/цистернах. Для решения этих задач может устанавливаться дополнительное оборудование, которое подключается к разъемам терминала.

  • В беспилотных автомобилях. Для беспилотников спутниковая система навигации наряду с сенсорами, которые считывают параметры окружения – основные управляющие элементы. Такое оборудование уже производится и проходит испытания — в том числе на трассах РФ. Эксперты прогнозируют рост доли беспилотной техники на дорогах уже в ближайшем будущем.
  • В противоугонных системах. ГЛОНАСС-трекер, скрытно установленный в машине, может подать сигнал тревоги, если координаты автомобиля изменяться без ведома хозяина. Кроме того, оборудование может периодически посылать сообщения с указанием местонахождения авто – это облегчит владельцу или представителям правоохранительных органов поиск украденной машины.

ГЛОНАСС для контроля транспорта

Если в сегменте систем навигации для водителей GPS традиционно остается более популярным, то ГЛОНАСС занимает более выгодную нишу в коммерческом сегменте. Связано это с активным развитием систем удаленного мониторинга транспорта.

Такие системы традиционно включают сеть ГЛОНАСС-терминалов, установленных на технике, и диспетчерское программное обеспечение. Внедрение мониторинга предусматривает его интеграцией с логистической схемой предприятия.

Основная задача – координация работы транспортного департамента и отслеживание движения автомобилей, перевозящих пассажиров или грузы, в режиме реального времени. Координаты каждой машины определяются по спутнику с установленным интервалом и накладываются на карту, потому диспетчер или руководитель департамента получает максимально объективную и оперативную информацию.

Кроме этого, мониторинг транспорта может использоваться для:

  • Повышения уровня дисциплины. Навигационный терминал отслеживает движение машины по маршруту, исключая нецелевое использование техники и простои. Любая незапланированная остановка или отклонение от маршрута должны быть мотивированы водителем, причем связаться с ним диспетчер может сразу при обнаружении нарушения.
  • Повышения безопасности движения и снижения аварийности. Система ГЛОНАСС дает возможность контролировать скорость движения, сигнализируя диспетчеру о превышении скорости. Кроме того, мониторинг позволяет отслеживать переработку для соблюдения режима труда и отдыха. Это не только снижает риск аварий из-за переутомления, но и гарантирует отсутствие штрафов при проверке показаний тахографа.
  • Контроль уровня горючего. Установка датчиков уровня топлива с подключением их к терминалу практически полностью исключает возможность хищения ГСМ.

Что такое ЭРА ГЛОНАСС?

Система определения координат с помощь спутников ГЛОНАСС может решать и еще одну задачу – экстренное оповещение об аварии. Для этого в машину устанавливается терминал ЭРА-ГЛОНАСС (УВЭОС) с SIM-картой для работы в мобильной сети, и «тревожная кнопка» для вызова диспетчера.

Если машина оборудуется ЭРА-ГЛОНАСС при производстве или поставке в РФ, то кроме терминала с кнопкой вызова в нее устанавливаются также датчики, реагирующие на повреждения и автоматически подающие сигнал тревоги при ударе или перевороте.

Основная задача системы — оповестить экстренные службы (ДПС ГИБДД, МЧС, Скорую Помощь) о ДТП, передав им координаты места аварии и базовые сведения о машине и пассажирах. При этом сигнал о произошедшем принимает диспетчер колл-центра, он же передает полученные сведения спасательным службам.

Особенности работы экстренного информирования

Работает ЭРА-ГЛОНАСС по простому принципу:

  • Сигнал тревоги может быть активирован автоматически (сработал датчик удара/переворота) или в ручном режиме (водитель либо кто-то из пассажиров нажал кнопку).
  • После того как сигнал поступит в колл-центр, диспетчер связывается с машиной в голосовом режиме (конструкция терминала включает динамик и микрофон). Это необходимо для исключения ложных вызовов или случайных срабатываний кнопки «SOS».
  • Если ответ не был получен, или водитель подтвердил факт ДТП, информация передается спасательным службам.

Автоматическая работа системы минимизирует время между аварией и прибытием помощи на место происшествия. Это значительно снижает смертность на дорогах, потому что у Скорой Помощи и спасателей появляется больше времени на оказание квалифицированной помощи.

Надежность системы очень высока: терминалы снабжаются автономными источниками питания, и даже при обесточивании бортовой сети во время аварии они сохраняют работоспособность в течение минимум нескольких часов. Этого вполне хватает для определения координат, а также для связи с колл-центром.

SIM-карта, установленная в терминале, обеспечивает устойчивую связь с диспетчером везде, где есть покрытие мобильной сети. Для обеспечения надежной связи приборы комплектуются эффективными антеннами для сотовой связи и спутников ГЛОНАСС. Обычно при хорошем качестве сигнала данные передаются по GPRS (используется 3G модем), при проблемах со связью терминала может отправлять служебные SMS с основной информацией для экстренных служб.

И сам сеанс связи с диспетчером, и вызов помощи путем активации экстренного информирования спасательных служб полностью бесплатны.

Какие данные собирает ?

УВЭОС обязательны к установке для всех автомобилей, которые выпускаются в обращение на территорию РФ. Но если новые машины оснащаются терминалами, тревожными кнопками и датчиками на производстве, то при импорте техники владелец обязан за свой счет установить ЭРА-ГЛОНАСС, иначе эксплуатировать машину в РФ будет невозможно.

Один из аргументов против оборудования автомобиля ЭРА-ГЛОНАСС – возможное отслеживание перемещения техники по спутниковой сети (т.е. незаконная передача личных данных спецслужбам) или прослушка салона. На практике же в терминалах не реализована функция трекинга, потому без ведома владельца отследить движение машины нельзя.

По информации производителей, терминал собирает и передает только такие данные:

  • Координаты места аварии.
  • Скорость на момент аварии.
  • Тип срабатывания сигнала тревоги (датчик удара/переворота, принудительный вызов).
  • Данные о машине: номер, марку, тип двигателя (бензин/дизель).
  • Количество пристегнутых ремней безопасности.

Также службам спасения передается информация, полученная диспетчером при разговоре с водителем.

Сегодня ГЛОНАСС — это не просто навигатор, который позволит не потеряться на незнакомых дорогах. Возможности спутникового позиционирования куда шире, и воспользоваться ими может как рядовой автовладелец, так и руководитель коммерческого предприятия с обширным парком автомобилей.

Как работают автокредиты?

Меньший ежемесячный платеж по автокредиту не всегда означает, что вы экономите деньги. Вот как работают автокредиты.

Покупка автомобиля обычно означает получение автокредита. Если вы ищите новый автомобиль, вы, вероятно, потратили много времени на изучение вариантов автомобиля, но хорошо ли вы понимаете, как работают автокредиты? Когда вы берете автокредит в финансовом учреждении, вы получаете единовременно выплаченные деньги, а затем со временем возвращаете их (плюс проценты).Сколько вы одолжите, сколько времени вы потратите на его погашение и на вашу процентную ставку - все это влияет на размер вашего ежемесячного платежа. Вот три основных фактора, которые влияют как на ваш ежемесячный платеж, так и на общую сумму, которую вы заплатите по кредиту:

  1. Сумма кредита. Это может быть значительно меньше, чем стоимость автомобиля, в зависимости от того, есть ли у вас обменный автомобиль и / или произведен ли первый взнос.
  2. Годовая процентная ставка. Обычно называется APR, это эффективная процентная ставка, которую вы платите по кредиту.
  3. Срок кредита. Это количество времени, которое вы должны погасить кредит, как правило, 36-72 месяцев.

Как эти 3 фактора влияют на ваш ежемесячный платеж?

Меньший ежемесячный платеж всегда звучит хорошо, но важно взглянуть на общую финансовую картину: этот более низкий платеж может также означать, что вы платите больше за свой автомобиль в течение срока действия кредита. Давайте посмотрим, как корректировка каждого из 3 факторов может повлиять на ваш ежемесячный платеж:

  • Меньшая сумма кредита. Предположим, вы рассматриваете кредит на автомобиль в размере 25 000 долларов США, но вносите предоплату в размере 2000 долларов США или договариваетесь о цене автомобиля на 2 000 долларов США. Сумма кредита составляет 23 000 долларов США, что позволяет сэкономить 44,27 долларов США в месяц (при условии 3,00% годовых и 4-летний срок).
  • А понижение. Рассмотрим ту же самую ссуду на покупку автомобиля в размере 25 000 долл. И давайте предположим, что срок действия составит 4 года. Одно финансовое учреждение предлагает 3,00% годовых, а другое предлагает 2,00% годовых. Принимая более низкий APR сэкономит вам $ 10,98 в месяц.
  • Более длительный срок кредита. Продление ссуды в размере 25 000 долл. США с 4 до 5 лет (при условии 3,00% годовых) снижает ваш ежемесячный платеж на 104,14 долл. США, но в итоге вы будете платить на 391,85 долл. США процентные расходы в течение срока действия ссуды.

Как меньший ежемесячный платеж может стоить вам больше

Чтобы понять, как работают автокредиты, важна взаимосвязь между сроком кредита и процентами, которые вы платите. Более длительный срок кредита может значительно снизить ваш ежемесячный платеж, но это также означает, что вы платите больше процентов.

Рассмотрим автокредит на сумму 25 000 долларов США под 3,00% годовых и сроком на 48 месяцев. За 4 года выплат вы заплатите 1561 долл. США в виде процентов по кредиту. Если вы продлите этот же кредит до 60-месячного срока (или 5 лет), вы снизите свой ежемесячный платеж на 104 доллара, но увеличите общий процентный доход, который вы будете платить, с 1561 до 1953 долларов.

Взвесьте все факторы, прежде чем принять решение

Не существует единого универсального способа определить лучший автокредит. Вот почему вам нужно время, чтобы понять, как работают автокредиты, и принять правильное решение для вашей конкретной финансовой ситуации.

Некоторые люди больше всего выиграют, если взять более длительный срок для сокращения ежемесячных платежей и использовать разницу для погашения долгов с более высокими процентами. Другие предпочтут сделать более высокий ежемесячный платеж и погасить кредит раньше.

И если у вас уже есть автокредит, вы можете сэкономить путем рефинансирования. Воспользуйтесь нашим калькулятором рефинансирования, чтобы узнать, можете ли вы снизить ежемесячный платеж путем рефинансирования.

Как работает система глобального позиционирования (GPS)?

Статья автора Даррен Гриффин

Введение

Когда я впервые написал эту статью в 2002 году, GPS потребительского уровня был очень новым, очень дорогим и очень редким! Следовательно, большинство из тех, кто решил инвестировать в оборудование GPS, были заинтересованы в том, чтобы узнать, как работает это чудо технологии. В 2001 году, когда впервые появилась GPS-навигация на основе карт, новые пользователи не могли поверить, что система была бесплатной, без плана обслуживания и контракта, какой улов они спрашивали? И так родилась идея, которая стала этим объяснением.

6+ лет на GPS - это мейнстрим, товар, который больше не удивителен и не заслуживает восхищения. Мы просто открываем коробку, включаем и используем ее, не задумываясь о технологиях, которые ее приводят. Но все же стоит объяснить, как маленький черный ящик, сидящий на вашей приборной панели или удерживаемый в вашей руке, может узнать, где вы находитесь на поверхности планеты, с точностью около 10 м для потребительского уровня и 10 мм для приборов класса обследования! Это устройство на вашей приборной панели получает сигнал от спутника, находящегося на орбите над вами на высоте более 11 000 миль! Неплохо для устройства, которое не подключено к 2-метровой антенне!

Фон - Навстар

Сеть глобальной системы позиционирования (GPS), которую мы все используем, называется Navstar, и за нее платит Министерство обороны США (DoD).Эта глобальная навигационная спутниковая система (GNSS) в настоящее время является единственной полностью работающей системой, но в России есть ГЛОНАСС, в Китае - КОМПАС, а в ЕС - GALILEO, каждая на разных стадиях разработки или тестирования.

Как военная система, Navstar была изначально разработана и зарезервирована для единоличного использования военными, но гражданским пользователям был предоставлен доступ в 1983 году. В то время точность для гражданских пользователей была преднамеренно снижена до +/- 100 м с использованием системы, известной как выборочная доступность. (SA), но это было устранено в мае 2000 года.

Спутниковая сеть

Спутники GPS передают сигналы на приемник GPS. Эти приемники пассивно принимать спутниковые сигналы; они не передают и требуют беспрепятственный обзор неба, поэтому их можно эффективно использовать только на открытом воздухе. Ранние приемники не работали хорошо в лесных районах или вблизи высоких зданий, но более поздние конструкции приемников, такие как SiRFStarIII, MTK и т. Д., Преодолели это и заметно улучшили производительность и чувствительность. GPS операции зависит от очень точного отсчета времени, которое обеспечивается атомными часами на сесть на спутники.

Navstar GPS Созвездие

Каждый спутник GPS передает данные, которые указывают его местоположение и текущее время. Все спутники GPS синхронизировать операции так, чтобы эти повторяющиеся сигналы передавались на тот же момент. Сигналы, движущиеся со скоростью света, поступают на GPS приемник в немного другое время, потому что некоторые спутники находятся дальше чем другие. Расстояние до спутников GPS может быть определено путем оценки количество времени, необходимое для того, чтобы их сигналы достигли приемника.Когда Приемник оценивает расстояние как минимум до четырех спутников GPS, он может рассчитать его положение в трех измерениях.

Есть как минимум 24 оперативные спутники GPS в любое время плюс ряд запчастей. спутники, эксплуатируемые Министерством обороны США, находятся на орбите с периодом 12 часов (два орбиты в день) на высоте около 11 500 миль со скоростью 9 000 миль в час (3,9 км / с или 14 000 км / ч). Наземные станции используются для точного отслеживания орбиты каждого спутника.

Вот интересное сравнение.Сигналы GPS передаются с мощностью, эквивалентной 50-ваттной домашней лампочке. Эти сигналы должны пройти через пространство и нашу атмосферу, прежде чем достигнуть вашего спутника после путешествия в 11 500 миль. Сравните это с телевизионным сигналом, передаваемым из большой башни на расстоянии не более 10–20 миль, при уровне мощности 5–10 000 Вт. И сравните размер антенны вашего телевизора на крыше с антенной GPS, часто скрытой внутри самого корпуса. Удивительно, что это работает так же, как и когда случается случайный сбой, вы хотя бы поймете причины.

Для расчета местоположения требуются сигналы от нескольких спутников

Как определяется позиция
Приемник GPS «знает» местоположение спутников, потому что эта информация включен в переданные данные Ephemeris (см. ниже). Оценивая, как далеко спутник приемник также «знает», что он находится где-то на поверхности воображаемая сфера центрирована на спутнике.Затем он определяет размеры несколько сфер, по одной для каждого спутника и, следовательно, знает, что приемник находится там, где эти сферы пересекаются.

Точность GPS
Точность определения местоположения с помощью GPS зависит от типа приемника. Большинство потребительских GPS-устройств имеют точность около +/- 10 м. Другие типы приемники используют метод, называемый дифференциальным GPS (DGPS), чтобы получить гораздо более высокую точность. DGPS требует дополнительного приемника, установленного в известном месте поблизости.Наблюдения, сделанные стационарным приемником, используются для исправления положения регистрируется ровинговыми единицами с точностью более 1 метра.

Как рассчитывается сигнал?
Все спутники GPS имеют несколько атомных часов. Сигнал, который отправляется случайная последовательность, каждая часть которой отличается от любой другой, называется псевдослучайный код. Эта случайная последовательность повторяется непрерывно. Все GPS получатели знают эту последовательность и повторяют ее внутренне.Поэтому спутники и приемники должны быть синхронизированы. Приемник поднимает спутник передачи и сравнивает входящий сигнал со своим собственным внутренним сигналом. По сравнивая, сколько спутникового сигнала отстает, время прохождения становится известный.

Из чего состоит сигнал?

спутника GPS передают два радиосигнала. Они обозначены как L1 и L2. Гражданский GPS использует частоту сигнала L1 (1575,42 МГц) в диапазоне УВЧ. Сигналы распространяются по прямой видимости, что означает, что они будут проходить сквозь облака, стекло, пластик и т. Д., Но не будут проходить сквозь твердые объекты, такие как здания и горы.

Сигнал GPS содержит три разных бита информации - псевдослучайный код , данные альманаха и данные эфемериды .

  1. Псевдослучайный код - это просто код И.Д., который определяет, какой спутник передает информацию. Вы можете часто просматривать этот номер на странице информации о спутниках вашего GPS-устройства, номер, прикрепленный к каждой полосе сигналов, определяет, с каких спутников поступает сигнал.
  2. Данные альманаха - это данные, которые описывают орбитальные курсы спутников. Каждый спутник будет транслировать данные альманаха для КАЖДОГО спутника. Ваш GPS-приемник использует эти данные, чтобы определить, какие спутники он ожидает увидеть в местном небе. Затем он может определить, какие спутники он должен отслеживать. С данными альманаха приемник может сконцентрироваться на тех спутниках, которые он может увидеть и забыть о тех спутниках, которые находятся за горизонтом и вне поля зрения. Данные альманаха не точны и могут быть действительны в течение многих месяцев.
  3. Данные эфемерид - это данные, которые сообщают приемнику GPS, где каждый спутник GPS должен находиться в любое время в течение дня. Каждый спутник будет передавать свои СОБСТВЕННЫЕ эфемеридные данные, показывающие орбитальную информацию только для этого спутника. Поскольку эфемеридные данные являются очень точными данными орбитальной и тактовой коррекции, необходимыми для точного позиционирования, их достоверность намного короче. Это передано в трех блоках по шесть секунд, повторяемых каждые 30 секунд. Данные считаются действительными на срок до 4 часов, но разные производители считают их действительными для разных периодов, а некоторые считают их устаревшими только через 2 часа.

Объяснение холодного старта и теплого старта

Производители и отзывы часто ссылаются на заводские, холодные и теплые времена запуска. Понимая вышесказанное, это можно просто объяснить следующим образом:

  • Заводской запуск
    • Все данные считаются недействительными.
  • Cold Start
    • Данные альманаха актуальны, но эфемерид нет или срок их действия истек.
  • Теплый старт
    • Данные об альманахе и эфемеридах актуальны.

Чтобы вычислить PVT (решение о скорости скорости положения), приемник будет искать спутники на основе того, где он «думает», что он приблизительно расположен, и альманаха, если он текущий. Если он обнаружит один или несколько спутников, он ожидает, что он заблокируется на этом спутнике и начнет загрузку эфемеридных данных. После получения данных с трех спутников рассчитывается точное определение местоположения.

Если вы двигаетесь, пытаясь получить исправление, этот процесс может занять гораздо больше времени, чем если бы вы были на месте.Ваш приемник должен завершить прием эфемеридных данных без ошибок, эти данные передаются в трех пакетах. Если какой-либо один пакет не был получен полностью без ошибок, он должен начаться заново. Совершенно очевидно, что это происходит во время перемещения, что приводит к гораздо более высокому уровню ошибок и увеличению времени исправления. Значительно меньше секунды прерывания достаточно, чтобы означать, что получателю придется ждать следующей передачи.

Если вы пытаетесь заблокировать, переместившись более чем на пару сотен миль с момента вашего последнего исправления, то данные эфемерид в большинстве случаев больше не будут действительными.Приемник будет искать спутники в небе выше, которые не будут видны из-за вашего перемещения. В этом случае приемник начнет заводской запуск и начнет загружать данные как альманаха, так и эфемерид. Это значительно увеличит начальное время блокировки. Вот почему ваш GPS так медленно вычисляет починку, когда вы включаете его в арендованном автомобиле в аэропорту!

QuickFix объяснил

QuickFix - это функция, предоставляемая некоторыми производителями / устройствами.Чтобы понять, что такое QuickFix, вам нужно детально понять, как GPS рассчитывает вашу позицию.

Для начального расчета местоположения вашему чипсету GPS необходимо найти как минимум 4 спутника с достаточно сильным сигналом (28 дБГц или более), и он должен сохранять эти спутники и уровень сигнала в течение примерно одной минуты, чтобы он мог загружать данные с спутники, которые необходимы для расчета вашей позиции (это были данные эфемерид, описанные ранее).

Если в любое время приемник GPS теряет сигнал какого-либо спутника или сигнал падает ниже 28 дБГц, то он должен начать все сначала и отследить этот спутник еще одну минуту. Например, в реальном сценарии вы можете ехать между высокими зданиями (городские каньоны, см. Ниже), и полученный сигнал GPS постоянно меняется.

Файл QuickFix, который вы загружаете из Интернета, является частью решения вашего производителя чипов GPS.SiRF называют их решением Instant Fix (I Edition) или A-GPS (GPS). Файл содержит специально подготовленные данные эфемерид, которые действительны в течение 7 дней, которые использует ваш чип GPS вместо данных, полученных со спутников для расчета вашего первого исправления.

Это позволяет чипу пропустить шаг «загрузить эфемериды со спутника» и вместо этого начать вычислять вашу позицию сразу после включения. Это занимает в среднем около 5-15 секунд. Уровень сигнала, необходимый для загрузки эфемеридных данных со спутников, составляет 28 дБГц, тогда как уровень сигнала, необходимый для расчета вашего местоположения после получения данных эфемерид GPS, намного ниже - всего 15 дБГц.

Итак, Val

.

Как работает GPS

Система глобального позиционирования, также называемая NavStar, которую мы используем, была построена военными США и была Полностью функционирует с 1995 года. Многие современные GPS-приемники используют комбинацию как GPS, так и российского Спутники ГЛОНАСС для улучшения охвата и точности.

В настоящее время система GPS имеет 31 активный спутник на орбите, наклоненной на 55 градусов к экватору.Спутники на орбите около 20000 км от поверхности земли и совершать две орбиты в день. Орбиты спроектирован таким образом, что в большинстве мест на земле всегда есть 6 спутников.

GPS

использует много сложных технологий, но концепция проста.

Приемник GPS получает сигнал от каждого спутника GPS. Спутники передают точное время сигналы отправлены. Вычитая время, когда сигнал был передан из времени было получено, GPS может сказать, как далеко от каждого спутника.Приемник GPS Также известно точное положение спутников неба в тот момент, когда они отправили свои сигналы. Таким образом, учитывая время прохождения сигналов GPS от трех спутников и их точное положение на небе, GPS-приемник может определять ваше положение в трех измерениях - восток, север и высота.

Есть осложнение. Чтобы рассчитать время прибытия сигналов GPS, приемник GPS нужно знать время очень точно. У спутников GPS есть атомные часы, которые держат очень точное время, но это не возможно снабдить приемник GPS атомными часами.Однако, если приемник GPS использует сигнал от четвертого Спутник может решить уравнение, позволяющее определить точное время без атомных часов.

Если GPS-приемник может принимать сигналы только от 3 спутников, вы все равно можете узнать свое местоположение, но это будет менее точно. Как мы уже отмечали выше, GPS-приемнику нужно 4 спутника для определения вашей позиции. в 3-х измерениях. Если доступны только 3 спутника, приемник GPS может получить приблизительное положение сделав предположение, что вы находитесь на среднем уровне моря.Если вы действительно находитесь на среднем уровне моря, положение будет достаточно точным. Однако, если вы находитесь в горах, двумерное исправление может быть сотнями метров

Современный GPS-приемник обычно отслеживает все доступные спутники одновременно, но только некоторые из них будут быть использованы для расчета вашей позиции.

Альманах и Эфемерид

Для определения местоположения спутников GPS приемнику GPS требуются два типа данных: альманах и эфемеридыЭти данные постоянно передаются спутниками GPS, и ваш GPS-приемник собирает и сохраняет эти данные. данные.

Альманах содержит информацию о состоянии спутников и приблизительную информацию об орбитах. Приемник GPS использует альманах для расчета того, какие спутники в настоящее время видны. Альманах не точный Достаточно, чтобы позволить GPS-приемнику исправить. Если приемник GPS является новым или не использовался в течение некоторого времени, он может потребоваться 15 минут или около того, чтобы получить текущий альманах.В старых приемниках GPS, альманах требуется для приобретения спутники, но многие более новые модели способны получать спутники, не дожидаясь альманаха.

Чтобы получить исправление, вашему GPS-приемнику требуются дополнительные данные для каждого спутника, называемые эфемеридами. Эти данные дает очень точную информацию об орбите каждого спутника. Ваш GPS-приемник может использовать данные эфемерид для расчета местоположение спутника с метра или двух. Эфемериды обновляются каждые 2 часа и обычно действует в течение 4 часов.Если ваш GPS-приемник был отключен некоторое время, получение эфемеридные данные с каждого спутника, прежде чем он сможет получить исправление.

Ваш GPS будет иметь экран, такой как справа, который показывает, какие спутники используются. Гистограммы показывают силу спутников, которые приобрел GPS. Если панель пустая, GPS все еще загружается эфемериды Круговой график показывает расположение спутников на небе - центр круга находится над головой.

Запуск

При включении GPS время первого исправления зависит от того, сколько времени прошло с момента последнего использования GPS. Чтобы получить исправление, приемник GPS нужен действующий альманах, начальное местоположение, время и данные эфемерид.

Термины «холодный / теплый / горячий старт» указывают, сколько из этих фрагментов данных уже имеется в приемнике GPS. Условия означают разные вещи для разных производителей GPS.

Холодный запуск - если GPS не использовался в течение длительного времени и / или переместился на несколько сотен километров, он займет некоторое время, чтобы получить первое исправление.В этом состоянии приемник GPS не имеет текущего альманаха, эфемериды, начальная позиция или время. Старые GPS-приемники могут занять до часа для поиска спутников, загрузки альманаха и эфемеридные данные и получить начальное положение, хотя новые GPS-устройства могут потребовать гораздо меньше, чем это.

Если GPS-приемник продвинулся на несколько сотен километров, его предположения о том, какие спутники будут использоваться, будут неверно и придется их искать. Большинство единиц позволят вам ввести приблизительное местоположение, чтобы ускорить процесс.

Теплый старт - действительный альманах, начальная позиция и время. Эфемеридные данные либо неверны или только частично действительный. Время первого исправления может составлять от 30 секунд до 2 минут, в зависимости от доступности спутника. и тип приемника GPS.

Горячий старт - если приемник был выключен, скажем, менее часа время первого исправления, вероятно, составит 5-20 секунд.

Что все это означает на практике?
Если GPS недавно использовался, вы должны исправить это почти сразу.Если это нет, поставьте GPS снаружи с четким обзором неба и выпейте чашку чая.

Если у вас есть GPS в транспортном средстве, лучше подождать, пока устройство исправит неисправность, прежде чем отправиться в путь. получающий эфемеридные данные для спутника занимают 30 секунд. Если вы на мгновение прервите сигнал в течение этого времени GPS, это может занять до минуты больше, чтобы получить эфемериды для этого спутник, как он должен начать все сначала. Если вы едете в районе с высокими зданиями или другими препятствиями, получение эфемеридные данные для четырех спутников, которые необходимы для первого исправления.

Точность

Точность положения ваших отчетов GPS зависит от ряда факторов, таких как положение спутники в небе, атмосферные эффекты, ошибки спутниковых часов и эфемеридные ошибки и т. д.

GPS-устройства часто показывают на экране показатель точности, например, EPE на юнитах Garmin. В идеальных условиях это может быть 5 или даже 3 метра. Производители не имеют четкого представления о том, как именно эта цифра определяется, и было бы неразумно воспринимать эту цифру буквально.

Вы получите более реалистичную фигуру, посмотрев в раздел спецификаций в руководстве пользователя вашего GPS-приемника. Как правило, с В портативном GPS 95% горизонтальных позиций GPS будут находиться в пределах 10 метров от их истинного местоположения. Ошибка в высоте будет, вероятно, быть как минимум вдвое больше горизонтальной ошибки.

Точность GPS может быть улучшена путем использования вторичных данных от внешних опорных станций.

Многие потребительские GPS-устройства имеют опцию WAAS. WAAS использует сеть наземных опорных станций.Показания от опорных станций используются для исправления некоторых источников ошибок, упомянутых выше. Исправление данные отправляются на геостационарные спутники WAAS, которые передают их обратно на приемники GPS с поддержкой WAAS повысить точность позиционирования. WAAS недоступен в Новой Зеландии.

Дифференциальная система глобального позиционирования (DGPS) - аналогичная система. Данные с наземных опорных станций передается на GPS с помощью длинноволнового радио, FM-радио или даже мобильных телефонов.

Сколько спутников нужно для починки?

Вам нужно 3 спутника GPS для 2D-фиксирования (то есть без высоты) или 4 спутника для 3D-фиксирования. Как правило, GPS будет отслеживать еще много чем спутники

A-GPS

Вы заметили, как GPS-навигаторы мобильных телефонов исправляются практически сразу. Они используют Assisted GPS (A-GPS) как способ улучшение времени для первого исправления или даже разрешение исправления в условиях, когда GPS иначе не сможет функционировать.

Устройство A-GPS будет использовать соединение для передачи данных (например, 3G на мобильном телефоне), чтобы связаться с сервером поддержки. Сервер может поставить данные альманаха и эфемерид, поэтому GPS не нужно ждать, чтобы получить их со спутников. Сервер также может отправить приблизительный местоположение, полученное из вышек сотовой связи, что позволяет немедленно исправить ситуацию. В некоторых случаях устройство A-GPS может отправлять неполные данные GPS на сервер для обработки в исправлении.

Когда вы находитесь вне зоны действия мобильного телефона и WiFi, GPS-навигатор мобильного телефона должен полагаться на спутники, чтобы предоставить дату эфемериды и альманаха, поэтому как стандартный развлекательный GPS, требуется 1-2 минуты, чтобы получить решение с холодного старта.

Copyright © 2009-2014 Integrated Mapping Ltd. Все права защищены. Эта статья не может быть воспроизведена без разрешения.

,

Смотрите также