Как работает навигация в автомобиле


Характеристики и принцип работы автомобильного навигатора, как работает?

Современные разработки существенно облегчают жизнь автомобилистов. Работа одного небольшого прибора поможет сориентироваться на незнакомой местности, проложить оптимальный маршрут движения, рассчитать время в пути и миновать возникающие по дороге пробки. Речь идёт об автомобильном навигаторе. А ведь помимо основных функций в этом устройстве собран целый ряд дополнительных. Его можно использовать в качестве аудио- и видеоплеера, система Bluetooth объединит телефон и навигатор в систему громкой связи. Он оповестит о приближении АЗС, поста ГИБДД, камеры видеонаблюдения или других объектов.

Как работает автомобильный навигатор?

Автомобильный навигатор представляет собой устройство, состоящее из монитора, аккумуляторной батареи и печатной платы, объединяющей процессор, антенну, оперативную память. Принцип работы автомобильных навигаторов основан на обмене радиосигналами между приёмником и космическим спутником.

Основой всех подобных приборов служит система NAVSTAR GPS. Разработанная для нужд Министерства обороны США, впоследствии она была оборудована дополнительной частотой излучения сигнала для использования в гражданских целях. Систему GPS образуют двадцать четыре спутника плюс четыре наземные станции, контролирующие состояние спутников и корректирующие установленные в них часы.

Спутники расположены на своих орбитах таким образом, чтобы любой находящийся на поверхности Земли GPS-приёмник мог одновременно принимать сигналы минимум от четырёх из них. Такое условие необходимо для наиболее точного определения его положения в трёхмерной системе координат.

Непрерывный сигнал со спутников, содержащий информацию о параметрах их орбит, работе бортового оборудования и точном времени, посредством антенны попадает на процессор навигатора, совмещённый с дисководом и DVD с картой местности. Учитывая скорость прохождения сигнала между приёмником и каждым из спутников, процессор рассчитывает расстояние до них, определяет точные координаты автомобиля и переносит их на карту. Так же определяются координаты любой заданной точки для прокладывания к ней подходящего маршрута.

В 2011 году появились автомобильные приборы, работа которых помимо системы GPS опирается ещё и на российскую систему ГЛОНАСС. Точность таких моделей несколько выше.

Основные характеристики автомобильного навигатора

При выборе автомобильного навигатора рекомендуется учитывать следующие характеристики:

  • Объём памяти. Если модель не рассчитана на работу с дополнительной картой памяти, очень важен размер встроенной памяти, так как в неё записываются карты и программа навигации. Размер «оперативки» в различных моделях колеблется от 32 до 512 Мб.
  • Дисплей одна из важнейших характеристик. Качество получаемого изображения зависит от размера монитора и его разрешения. Диагональ современных приборов колеблется в диапазоне от 3,5 до 7 дюймов, наибольшее разрешение достигает 800х480 пикселей. Желательно наличие антибликового покрытия экрана.
  • Частота процессора. От неё зависит быстродействие всей системы. Недостаточная частота (менее 500 МГц) плохо отражается на работе с картами, имеющими повышенную детализацию.
  • Число каналов. Эта характеристика соответствует количеству спутников, с которым автомобильный навигатор может обмениваться информацией одновременно. Чем выше эта цифра, тем точнее показания прибора.
  • Чипсет. Выбор производителя данного компонента влияет на скорость и точность, с которыми работает автомобильный навигатор, его энергопотребление и экономичность.
  • Внешний вид. Сюда можно отнести способ крепления, возможность подключения внешней антенны и удобство подключения шнура питания к гнезду прикуривателя.

Помимо этого, при покупке автомобильного навигатора следует обращать внимание на технические характеристики, навигационную программу, ёмкость аккумулятора, ну и, конечно, его стоимость.

Как работает автомобильная навигационная система GPS?

Как работает автомобильная навигационная система GPS?

Факты о глобальной системе позиционирования (GPS)

Система глобального позиционирования (GPS) была разработана Министерством обороны США. Единственная в своем роде система в мире, GPS использует передачу микроволновых сигналов от сети из 24 спутников, вращающихся вокруг 12 000 миль над Землей, чтобы точно определить местоположение приемника, а также его скорость и направление движения.Изначально президент Рейган ограничивал вооруженные силы и разрешил использовать GPS в гражданских целях в 1983 году после того, как 269 пассажиров и членов экипажа погибли на корейском авиалайнере, сбитом при отклонении от курса в российское воздушное пространство. GPS быстро стал широко используемым средством навигации во всем мире. По сравнению с их ранними предшественниками, современные устройства GPS довольно компактны и чрезвычайно точны. Благодаря этим достижениям многие автомобилисты теперь полагаются на автомобильные навигационные системы GPS, чтобы не потеряться.

Как GPS работает в автомобилях

Автомобильные навигационные системы GPS могут быть установлены на заводе на новые автомобили или приобретены в качестве дополнительного аксессуара.Комбинируя использование сигналов от спутников с интерактивными бортовыми картами, автомобильные навигационные системы GPS могут строить маршруты движения до заданного пункта назначения на основе ряда переменных. Некоторые автомобильные навигационные системы GPS связаны с источниками информации о дорожном движении, что позволяет им автоматически учитывать конструкцию и загруженность при определении наилучшего маршрута. Если водитель пропускает поворот, автомобильные навигационные системы GPS могут быстро исправить ошибку с обновленной маршрутизацией. Предоставляя голосовые или визуальные инструкции, эти устройства также могут помочь водителям найти ближайшую заправочную станцию ​​или их любимый ресторан.

Оставаться в курсе

Рекомендуется ежегодно обновлять бортовые карты автомобильной навигационной системы GPS. Из-за большого количества изменений на дорогах, таких как новые выезды и дополнительные достопримечательности, такие как банки / банкоматы, автозаправочные станции, рестораны и отели, необходимы обновления для поддержания оптимальной производительности систем автомобильной навигации GPS. Обновления карты можно приобрести у производителей автомобильных навигационных систем GPS.

,

Как работает навигационная система - Trackimo

Некоторые могут подумать, что владение отдельным GPS-устройством - это излишне. Ведь большинство смартфонов сейчас оснащены GPS-навигацией. Но приобретение специальной навигационной системы для вашего автомобиля - это всегда хорошо, так как они имеют более совершенный дизайн, чем те, что установлены на вашем телефоне. Смартфоны могли бы покорить мир сегодня, но есть еще некоторые вещи, которые вы можете искать в навигационной системе, которые вы не можете достать из смартфона, независимо от того, насколько он «умный».

Многие люди извлекли выгоду из систем автомобильной навигации, и ее основные преимущества включают содействие безопасному и спокойному вождению. Данные GPS, предоставляемые этими системами, также могут использоваться для определения местоположения устройства в режиме реального времени, а также отчетов водителя, чтобы держать вас в курсе их деятельности. Все они представлены в сопутствующем приложении устройства, которое доступно через мобильный телефон или компьютер.

Картографическое программное обеспечение, используемое GPS-трекером, также является эффективным и всеобъемлющим.Он дает точные указания, и качество лучше, чем у бесплатного приложения на вашем смартфоне. Могли быть случаи, когда вы полагались на бесплатную GPS-навигацию на своем телефоне и находили ее совершенно ненадежной. Например, телефон громко предупреждает: «Вы прибыли в пункт назначения» только для того, чтобы вы посмотрели на свое окружение и выяснили, что на самом деле это не так. Тогда вы расстроены, а потом начинаете паниковать, потому что не знаете, что делать сейчас и как добраться до пункта назначения.Благодаря специальной навигационной системе вы не испытаете таких неудобств.

GPS-навигационное устройство также предлагает еще одно преимущество помимо точных указаний. В случае, если произойдет немыслимое и ваш автомобиль будет украден, вы можете использовать устройство, установленное на вашем автомобиле, чтобы быстро отследить, где он находится. А в случае угнанного автомобиля любой знает, что любая минута считается. Если вы возьмете слишком много времени, то к тому времени ваш автомобиль, возможно, был разобран на части. Возможно, вы не хотите в это верить, но это возможно.

Читайте ниже, чтобы узнать, как эта технология помогает вам отслеживать ваш автомобиль в любое время и в любом месте.

Прокрутите вниз для видео

BlogQpot

Навигационная система: как работают эти системы GPS?

Навигационные системы стремительно развиваются. Они могут быть разных форм, но наиболее распространенными являются встроенные GPS-системы и портативные устройства. Чтобы изучить, как работает этот маленький кусочек технологии, давайте начнем с основ.

  • Купите GPS для своего автомобиля. Вы можете всегда искать в Интернете тот, который специально разработан для автомобилей или даже универсальный трекер. Trackimo - это устройство слежения, оснащенное технологией 3G, позволяющее пользователям отслеживать свое устройство слежения за автомобилем 3G GPS в любое время суток.
  • Установите устройство GPS на своем автомобиле и приложение-компаньон на своем смартфоне. Trackimo имеет автомобильный монтажный комплект, который позволяет полностью подключить устройство к автомобилю, избавляя от необходимости постоянно заряжать.Что касается сопутствующего приложения, устройства могут отличаться, когда дело доходит до процесса установки. В случае Trackimo доступ к приложению можно получить либо через веб-сайт, либо через мобильный телефон.
  • Пусть устройство работает на себя. Как только вы активируете устройство, вы готовы к работе. Ваше устройство GPS получит сигнал от группировки из 24 спутников и их наземных станций. Данные передаются через сеть глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS). Сеть использует спутниковые сигналы для передачи информации о местоположении, скорости и направлении на устройство GPS.Это позволяет пользователям действовать быстро в случае угона или автомобильной аварии.

Теперь, когда вы знаете, как работает система GPS-навигации, вот несколько полезных советов о том, как выбрать ту, которая подходит вам как владельцу автомобиля:

BlogQpot

Как правильно выбрать навигационную систему

1. Рассмотрите бюджет, который у вас есть. Если вы не богаты и деньги не являются объектом, вы должны начать с установки определенного диапазона цен. Учитывайте свое финансовое состояние и сколько вы можете позволить себе потратить.Не выбирайте устройства, которые выходят за рамки того, что вы можете себе позволить. Вам также следует учитывать ежемесячную плату за обслуживание этих устройств. Некоторые из них могут иметь непомерные месячные ставки. Установи ставку, которую ты можешь себе позволить. У Trackimo одна из самых низких месячных ставок на рынке - всего 8,88 долл., И она также предлагает отличную цену: в течение первых 12 месяцев их обслуживание совершенно бесплатно.

2. Теперь, когда вы определились с бюджетом, следует рассмотреть его особенности.Ниже приведены основные характеристики любой хорошей системы GPS-навигации:

  • Тип приемника - Точность навигационного устройства GPS в основном зависит от того, насколько хорош его приемник. Например, если он не может хорошо воспринимать сигналы, то ваше устройство не сможет точно определить положение вашего автомобиля на дороге.
  • Отслеживание в реальном времени - это гарантирует, что вы будете получать точные обновления все время, как это происходит.
  • История отчетов - Эта функция полезна только в том случае, если вы хотите получить данные о ваших привычках вождения, а также о деятельности и местонахождении вашего автомобиля.Они могут быть полезны в случае дорожно-транспортного происшествия и последующего страхового спора.
  • Кнопка SOS - Кнопка SOS может быть критически важной во время чрезвычайных ситуаций или дорожного кризиса. Например, вы можете потеряться в глуши, когда ваш двигатель и ваш телефон внезапно умирают от вас. Одним нажатием кнопки SOS он может отправить оповещение вашему близкому человеку, который также имеет доступ к учетной записи, и может сообщить точное местоположение вашего местонахождения.
  • Длительное время автономной работы. Даже если вы не любите длительные поездки, это помогает иметь устройство с длительным временем автономной работы.Таким образом, вам не придется постоянно заряжать его.
  • Простой и удобный доступ - все эти данные - карта маршрутизации, отслеживание в реальном времени, отчеты и т. Д. - должны быть легко под рукой. Устройство GPS, которое подключается к приложению, к которому вы можете получить доступ на вашем смартфоне, обеспечивает такое удобство.

3. Теперь, когда вы обдумали, что вам нужно в устройстве, вам следует начать тщательный поиск не только лучшего устройства, но и наиболее экономичного плана. Вы должны внимательно прочитать мелкий шрифт, так как есть устройства, которые могут быть дешевыми, но имеют очень высокие месячные ставки.Но есть такие устройства, как Trackimo, которые предлагают как производительность, так и доступность.

Москато Мама

Для тех, кто хочет вложить свои деньги во что-то, что служит в качестве навигационной системы для транспортных средств и портативного трекера, используемого для пеших прогулок, тогда Trackimo - идеальный выбор для вас. Он может быть установлен на вашем транспортном средстве и может использоваться для других целей. В довершение всего, Trackimo даже предлагает один из самых доступных аппаратных и ежемесячных услуг GPS на рынке сегодня.

Смотреть видео ниже

Позвольте нам помочь вам. Мы будем рады ответить на любые ваши вопросы по отслеживанию или обсудить варианты более подробно.
Звоните нам сейчас: 646-626-6116
Или читайте о нашей системе GPS-слежения за транспортными средствами, чтобы узнать больше.
,

Как работает спутниковая навигация GPS?

Реклама

Крис Вудфорд. Последнее обновление: 23 июня 2019 года.

Let's Get Lost - название джазовой песни 1940-х годов, классно записанный певец и трубач Чет Бейкер. Тогда, получая «Потерянный» был не просто романтической идеей, но все же реалистичной. Сегодня это почти невозможно потеряться, как ни старайся.Если вы едете по автостраде или карабкаетесь на гору Эверест, вы всегда в поле зрения спутников, вращающихся в пространстве это может сказать вам точно, где вы находитесь. Прогуливаясь со смартфоном в кармане, вы иметь свободный доступ к GPS-приемнику (Global Positioning System), который может определить ваше положение в хороший день всего на несколько метров. Принять неправильно сдать машину, и решительный голос - также питание от GPS - будет настаивать на том, чтобы вы свернули налево «Поверните направо» или «Идите прямо», пока не вернётесь отслеживать.Даже ехать на автобусе или поезде, едва можно сойти в неправильном месте. Удобные табло прокручивают название Остановись, ты хочешь задолго до того, как тебе нужно подняться с места. Помимо помогая нам добраться до пункта назначения, спутниковая навигация может сделать все виды других вещей, от отслеживания посылок и выращивания сельскохозяйственных культур до найти потерянных детей и вести слепых. Но как именно это работай? Давайте внимательнее посмотрим!

Фото: заблудиться - дело прошлого, благодаря таким мобильным устройствам со встроенными GPS-приемниками и картографическими приложениями.

Что такое спутниковая навигация?

Спутниковая навигация («сатнав») означает использование портативного радио приемник для приема сигналов скорости света с орбитальных спутников (иногда технически упоминается как космические аппараты или КА), так что вы может выяснить вашу позицию, скорость и местное время. Как правило, это гораздо точнее, чем другие виды навигации, которые приходится бороться с неприятными проблемами, такими как точное хронометраж и плохая погода. Потому что это вещательная система на основе радиосигналов которые достигают всех частей нашей планеты, любое количество людей может использовать его одновременно, где бы они ни находились.

Самая известная спутниковая система, Navstar Global Система позиционирования (GPS) , использует около 24 активных спутников (включая резервные копии). День и ночь, 365 дней в году, они кружатся вокруг Земли раз в 12 часов на орбитальных плоскостях, наклоненных под углом 55 градусов к экватору. Где бы вы ни были, вы обычно видите по крайней мере полдюжины из них, но вам нужны сигналы только от трех или четырех, чтобы определить свою позицию с точностью до нескольких метров.

Фото: спутник NAVSTAR GPS, изображенный во время строительства на Земле в 1981 году.Вы можете понять, насколько большой спутник у инженера, изображенного на некотором расстоянии под ним. Изображение предоставлено Министерство обороны США.

GPS был запущен военными США в 1973 году, и его оригинальные спутники были рассчитаны на 7,5 лет, но ожидается, что последнее поколение будет выживать вдвое дольше. Всего было запущено около 60 спутников Navstar в трех разных поколениях и в нескольких отдельных группах, называемых блоками, хотя многие из них уже вышли на пенсию.На момент написания статьи последний запуск Navstar (первый спутник третьего поколения) был спутником GPSIII SV01 23 декабря 2018 года.

GPS состоит из трех основных компонентов, технически известных как «сегменты»: в космосе есть одна часть, одна часть на земле, и одна часть в вашем кармане. 24 спутника образуют то, что известно как «космический сегмент» GPS, но система также опирается на сложную наземную сеть управления антеннами, мониторы и станции управления («сегмент управления»), сосредоточено на главном посту управления (MCS) на авиабазе Шривер в Колорадо, США (с резервной копией на авиабазе Ванденберг в Калифорния).Помимо космического и контрольного сегментов, другая существенная часть спутника навигация - это «сегмент пользователя» - электронный приемник, который вы держите в руке или носите в своем автомобиле.

Фото: GPS как раньше. В 21 веке большинство смартфонов имеют встроенные GPS-приемники и легко помещаются в карман рубашки. Еще в 1978 году это было самое современное GPS-оборудование, которое вам понадобилось бы для того же: большой ручной приемник, гигантский рюкзак и очень большая антенна! Фото любезно предоставлено ВВС США.

Триангуляция

Поиск местоположения с помощью спутниковых сигналов - высокотехнологичная версия трюка старого навигатора, который называется триангуляция. Предположим, вы идете по лесу, по ровной земле, но ты не знаешь где ты. Если вы можете увидеть ориентир через деревья (может быть, отдаленный холм), и вы можете догадаться, как далеко это вы можете посмотреть на карту и выяснить, что вы должны быть где-то на окружности, радиус которой (расстояние от холма) - это расстояние вы уже догадалисьОдин ориентир не может сузить вашу позицию больше чем это. Но что, если вы вдруг увидите второй ориентир в другое направление. Теперь вы можете повторить процесс: вы должны быть определенное расстояние от этого объекта тоже где-то на втором круге. Соедините эти две части информации вместе, и вы знаете, что должны быть где встречаются два круга - один из двух места на земле. С третьим ориентиром вы можете сузить положение в одной точке. И это суть простая триангуляция (вы найдете более длинное введение в Компас чувак).Триангуляция работает с прямой видимостью и небольшим количеством догадок, с компасом и картой, а также с более изощренными методами, такими как радиосигналы и радар. И это также работает, более изощренно, используя космические спутники.

Фото: сэр Фрэнсис Дрейк (ок. 1540–1596) был вторым человеком, совершившим кругосветное плавание, заканчивая в 1580 году. Первым был Фердинанд Магеллан (1480–1521), португальский исследователь, который плавал по миру с большим мастерством и смелостью. Между 1519 и 1521 годами Магеллан и его команда стали первыми, совершившими кругосветное плавание по планете, доказав, что «плоская Земля» на самом деле была более или менее сферической.Заманчиво представить, насколько проще была бы жизнь Магеллана со спутниковой навигацией, но это неправильно понимает логику вещей. Без понимания Магеллана у нас не было бы технологии спутниковой навигации вообще: чтобы ее построить и заставить ее работать, мы должны были бы знать, что сначала мы жили на круглой Земле!

Трилатерация

Благодаря спутниковой навигации ваши навигационные "ориентиры" космические спутники несутся в небе над головой. Потому что они на расстоянии около 20 000 км (12 600 миль) далеко за пределами атмосферы Земли, и потому что они постоянно движутся (не неподвижно, как наземные ориентиры), находя ваше положение от них немного сложнее.Если вы берете сигнал с одного спутника, и вы знаете, что это 20000 км, вы должны быть где-то на сфере (не круг) радиусом 20000 км, центрированный на этом спутнике. С участием два сигнала, от двух разных спутников, вы должны быть где-то где встречаются две сферы (где-то в круге пересечения). Три сигналы ставят вас в одну из двух точек на этом круге - и это обычно достаточно, чтобы выяснить, где вы находитесь, потому что один из пунктов может быть в воздухе или в середине океана.Но с четырьмя сигналы, вы точно знаете свою позицию. Нахождение вашего местоположения это путь называется трилатерацией .

Как работает GPS

Фото: впечатление художника о 24 спутниках NAVSTAR на орбите вокруг Земли. Фото любезно предоставлено Министерством обороны США.

Все системы спутниковой навигации в целом работают одинаково. Там три части: сеть спутников, станция управления где-то на Земле, которая управляет спутниками, и приемное устройство вы неси с собой.

Каждый спутник постоянно излучает радиоволны сигнал к Земле. Приемник «слушает» эти сигналы и, если он может принимать сигналы от трех или четырех разных спутников, он может выяснить ваше точное местоположение (включая вашу высоту).

Как это работает? Спутники остаются в известных положениях и сигналы распространяются со скоростью света. Каждый сигнал включает в себя информацию о спутнике, откуда он прибыл, и отметке времени, на которой написано покинул спутник.Поскольку сигналы являются радиоволнами, они должны путешествовать со скоростью света. Отмечая, когда приходит каждый сигнал, получатель может выяснить, сколько времени понадобилось, чтобы путешествовать и как далеко он продвинулся Другими словами, как далеко от спутника-отправителя. С тремя или По четырем сигналам приемник может точно определить, где он находится на Земле.

Где в мире ты?

  1. Если ваш спутниковый приемник принимает сигнал от желтого спутника, вы должны быть где-то на желтой сфере.
  2. Если вы также принимаете сигналы от синего и красного спутников, вы должны находиться в черной точке, где сигналы от три спутника встречаются.
  3. Вам нужен сигнал как минимум с трех спутников, чтобы зафиксировать вашу позицию таким образом (и четыре спутника, если вы хотите найти свою высоту). Поскольку спутников GPS намного больше, у вас будет больше шансов найти себя там, где вы оказались.

Как спутники вычисляют расстояние от времени?

Предположим, у вас есть мобильный телефон с поддержкой GPS или спутниковая связь. в твоей машине.Откуда он знает точное расстояние до трех или четыре спутника, которые он использует, чтобы вычислить вашу позицию? Каждый спутник постоянно излучает сигналы, которые, по сути, отметки времени его позиции в то время. Поскольку они переносятся по радиоволнам, сигналы должны распространяться со скоростью света (300 000 км или 186 000 миль в секунду). Теоретически, тогда, если приемник принимает сигналы спустя некоторое время и имеет собственные часы, он знает, сколько времени понадобилось сигналам, чтобы получить от спутника, и как далеко они прошли (потому что расстояние = скорость × время).Это звучит как хорошее, простое решение, но оно порождает еще две проблемы.

Во-первых, сколько времени занимает сигнал, чтобы путешествовать? не мы просто поменяли одну проблему на другую (время на расстояние)? Решение этой проблемы включает в себя высокотехнологичную версию "синхронизации часы ": каждый спутник несет четыре чрезвычайно точных атомные часы (два цезия и два рубидия, обычно с точностью до одной секунды за 100 000 лет), в то время как приемники (которые имеют менее точные собственные часы) получают свои сигналы и компенсируют время, которое требуется для них путешествовать вниз из космоса.Это означает, что каждый приемник может выяснить, сколько времени потребовался каждый сигнал, чтобы достичь его, и следовательно, как далеко он прошел.

Во-вторых, хотя радиоволны действительно распространяются со скоростью свет, они делают это только в вакууме (в совершенно пустом пространстве). Радиосигналы, исходящие к нам от космических спутников, не являются путешествуя через пустое пространство, но через атмосферу Земли, включая ионосферу (верхнюю часть Земли атмосфера, содержащая заряженные частицы, которые помогают радиоволнам путешествия) и тропосфера (турбулентная, незаряженная область атмосфера, где происходит погода, которая простирается примерно на 50 км или 30 миль над поверхностью Земли).Искажение ионосферы и тропосферы и задерживать спутниковые сигналы довольно сложными способами, для довольно различные причины, по которым мы не будем здесь вдаваться, и GPS-приемники имеют чтобы компенсировать, чтобы они могли сделать точные измерения расстояния.

Различаются ли военные и гражданские GPS?

Фото: ракеты и беспилотники со спутниковым наведением используют версию GPS PPS военного класса, которая теоретически более точна, чем гражданские GPS. Фото Николая Мессина любезно предоставлено ВМС США.

GPS

изначально задумывался как военное изобретение, которое дать американским силам преимущество перед другими странами, но их изобретатели вскоре понял, что система будет столь же полезна для гражданского населения. Единственная проблема была, если гражданские лица (или противоборствующие силы) могли бы забрать те же сигналы, где это оставило бы их военное преимущество? По этой причине они разработали два разных "вкуса" GPS: высокоточный военный класс, известный как Precise Служба позиционирования (PPS) и несколько ухудшенная гражданская версия называется Служба стандартного позиционирования (SPS) .Пока PPS-совместимые приемники Первоначально можно было найти вещи с точностью около 22 м (72 фута), приемники SPS были намеренно сделаны примерно в пять раз менее точными (с точностью до длина футбольного поля (или около 100 м) с использованием твика Selective Availability (SA). Это было отключено по приказу президента США Билла Клинтона в мае 2000 года, значительно улучшив Точность для гражданских пользователей, и именно поэтому GPS так быстро взлетела. Даже гражданские приемники SPS в настоящее время официально точны с точностью до «13 метров (95 процентов) по горизонтали и 22 метров (95 процентов) по вертикали», хотя есть множество различных ошибок (вызванных атмосферой, препятствиями, блокирующими линию обзора спутников, отражения сигналов, атмосферные задержки и т. д.) могут усугубить их в разы менее точные.

Теоретически, военные и гражданские GPS могли бы быть такими же точными, если бы нам не приходилось беспокоиться о том, что они путешествуют в атмосфере Земли. По данным официального сайта GPS.gov: «Точность сигнала GPS в космосе фактически одинакова как для гражданской службы GPS (SPS), так и для военной службы GPS (PPS)». На практике пока сигналы SPS транслируются используя только одну частоту, PPS использует две. Сравнение двух частот позволяет GPS-приемники военного уровня для точного расчета поправок на радио задержки и искажения, вызванные передачей через атмосферу, и это все еще дает военному GPS преимущество гражданские системы.Со временем гражданский GPS станет все более и более точные, особенно как больше спутников (и больше разных спутников системы), но вполне вероятно, что военные системы будут всегда иметь преимущество по той или иной причине.

GPS спутниковые сигналы

спутника Navstar постоянно транслируют два разных вида GPS, PPS и SPS, на двух разных радиочастотах (несущих волнах), известных как L1 (1575,42 МГц) и L2 (1227,6 МГц). L1 переносит гражданский сигнал кода SPS (также известный как код C / A или код грубого сбора данных), который является относительно коротким и транслируется примерно 1000 раз в секунду, и то, что известно как сообщение навигационных данных , которое включает в себя дата и время, сведения об орбите спутника и другие важные данные.L2 несет военный код PPS , также известный как P-код (прецизионный код), который очень длинный и точный, и на его передачу уходит целая неделя. Он зашифрован для формирования так называемого Y-кода , частично так, что только авторизованные пользователи могут получить к нему доступ, и частично (потому что шифрование - это форма подписи, подтверждающая их подлинность), чтобы предотвратить такие вещи, как «подделка» (где третьи лица передают фальшивые, разрушительные сигналы, предполагаемые от спутников GPS).Приемники GPS военного класса подбирают обе частоты и сравнивают их, чтобы скорректировать влияние ионосферы. Гражданские приемники регистрируют только одну частоту и вместо этого должны использовать математические модели для коррекции ионосферы.

Приложения спутниковой навигации

Большинство из нас использует спутниковую навигацию для поездок в места, которые мы никогда не было раньше, но это довольно тривиальное приложение. однажды Вы можете точно определить свое точное положение на Земле, гораздо больше интересные вещи становятся возможными.Продвиньте время вперед на несколько десятилетия до такой степени, что все автомобили имеют бортовой спутник и могут управлять сами автоматически. Теоретически, если автомобиль знает, где это всегда и может передавать эту информацию какому-то централизованная система мониторинга, мы могли бы решить такие проблемы, как городские заторы, нахождение парковочных мест и даже кража автомобиля одним махом. Если каждый автомобиль знает свое местоположение и знает, где находятся близлежащие автомобили, движение по шоссе может стать и быстрее, и на , и на безопаснее; это не будет больше полагаться на бдительность подверженных ошибкам человеческих драйверов, слишком легко смущен усталостью и плохой погодой, поэтому автомобили смогут путешествовать при гораздо более высоких плотностях.То же самое касается самолетов, где GPS наконец, станет неотъемлемой частью воздушного движения контроль - постепенно уменьшая нашу историческую чрезмерную зависимость от радар - в течение следующего десятилетия.

Фото: многие тракторы, зерноуборочные комбайны и пыльники теперь оснащены GPS.

И это не только автомобили и самолеты, которые выиграют от точного точность. Для аварийных служб и поисково-спасательных работников, спеша в удаленные, иногда неизведанные места, делает все различия между жизнью и смертью.Фермеры были использование систем GPS в тракторах, комбайнах и пылеуборочных машинах для составления карты, сажайте, управляйте и собирайте урожай с высокой эффективностью и точностью. По данным отраслевого органа GPS Alliance, высокоточная спутниковая навигация увеличил урожайность в США почти на 20 миллиардов долларов с 2007 по 2010 год и В настоящее время используется в 95% посева. Между тем, сельскохозяйственные животные, домашних животных и редких животных проще, чем когда-либо GPS-ошейники и рюкзаки. Слепые люди, традиционно управляемые собаками-поводырями или локтями друзей и семьи, может наконец получить настоящую независимость, оснащенную говорящими портативными системами GPS, такой как Trekker Breeze, который может объявить названия улиц или читать разговорный направления от А до Б.Излишне говорить, что система, задуманная военные по-прежнему пользуется многими военными приложениями, от руководства так называемые «умные бомбы» для своих целей с высокой точностью чтобы помочь войскам перемещаться по незнакомой местности. GPS как стандартная часть современной военной техники в виде карт и компасов были 100 лет назад.

Фото: GPS-спутник IIR-12 выведен на орбиту Трехступенчатая космическая ракета Boeing Delta II 23 июня 2004 года. Фото Карлтона Бэйли любезно предоставлено ВВС США.

Rival спутниковые навигационные системы

В Соединенных Штатах, GPS универсально используется как синоним любой вид спутниковой навигации; в других странах такие как в Великобритании, «сатнав» - более знакомый родовой термин. На самом деле GPS это только одна из нескольких глобальных систем спутниковой навигации. Советский Союз запустил конкурирующую систему под названием ГЛОНАСС в 1982 году (также с использованием 24 спутники) и Россия продолжает эксплуатировать его сегодня. Европа была медленно строит свою, более точную 30-спутниковую систему под названием Галилео, который, как ожидается, будет завершен к 2020 году, и Китай разработка глобальной системы, известной как компас.Предпочтительный зонт термин для спутниковых систем, охватывающих весь мир, - GNSS (Global Navigation Спутниковые системы). Помимо четырех больших глобальных систем, есть также несколько небольших региональных конкурентов, в том числе BeiDou Китая и Индийский IRNSS.

Хотя данный спутниковый приемник обычно предназначен для использования только одна из глобальных систем, нет причин, почему не может использовать сигналы от двух или более одновременно. Теоретически, объединение сигналов от GPS, ГЛОНАСС и Галилео может дать спутниковую связь что-то вроде 10-кратного увеличения точности, особенно в городские районы, где высокие здания могут блокировать или искажать сигналы, снижение точности любой системы, используемой отдельно.Использование нескольких системы также обещают сделать спутниковую навигацию намного быстрее: если больше спутников "на виду", так называемое время до первого исправления (TTFF) - начальная задержка перед тем, как ваш спутниковый спутник фиксируется на спутниках, загружает необходимые данные и готов начать расчет положение - уменьшается. Поскольку TTFF обычно колеблется от 30 секунды до нескольких минут, это имеет большое значение для случайных GPS пользователи (и это одна из первых функций, которые люди сравнивают, когда они посмотри на покупку нового приемника сатнав).

Проблемы и проблемы

Знание абсолютной позиции чего угодно, когда угодно и где угодно приносит очевидные преимущества в глобализированном мире, который опирается на быстрый, безопасный и надежный транспорт. Но это также поднимает проблемы. Если гражданских транспортных систем разработаны, чтобы полагаться на спутниковые системы, предоставленные США или Россией , военные , не что делает нас слишком уязвимыми к внезапным поворотам международного политика, особенно во время войны? Хотя военных США нет дольше рутинно ухудшает качество сигналов GPS и объявляет в сентябре 2007 года, что бы удалить селективную доступность в целом из будущих версий спутников GPS, в настоящее время он все еще может быть благородным система в любое время это радует.Может ли будущий мир без водителя автомобили, сверхэффективная доставка посылок и автоматизированное воздушное движение контроль погрузиться в хаос чисто по прихоти сверхдержав? Европейский проект Galileo является полностью гражданской системой, которая следует устранить возможные военные помехи во времени. Но для момент, это остается проблемой.

Быстро исчезающая приватность - это оборотная сторона той же монеты. Если ваш автомобиль и ваш мобильный телефон оснащены спутниковой антенной, и вы всегда используя один или другой (или оба), ваши движения могут быть отслеживается во все времена.Это поднимает очевидные проблемы конфиденциальности, особенно в репрессивных государствах. Но каждая новая технология приносит свои плюсы и минусы, от двигателей внутреннего сгорания до автоматы и атомные электростанции на антибиотики. Прогресс предполагает достижение компромисса между выгодами и затратами в надежде на делать вещи лучше, чем когда-либо прежде. Спутниковая навигация ничем не отличается, замена безопасной и ненадежной навигации для эффективный и эффективный транспорт, хотя и ценой в частной жизни и (в настоящее время) сохраняющаяся зависимость от военной инфраструктуры.


Смотрите также