Це комп'ютер та приймач, укладені у загальний корпус. Приймач отримує сигнали від супутників, що знаходяться на орбіті, а комп'ютер, у свою чергу, розшифровує ці сигнали та вказує розташування приймача. У 1977 році було запущено GPS. Його запустили розробники самої програми – американці. Система GPS використовувалася до 1983 року лише військовими, а вже після стала доступною для користування звичайних людей.
Багато власників GPS-навігаторів зауважували, що в місцях знаходження великої кількості високих споруд та будівель пристрій шукає супутники досить тривалий час. Вирішенням цієї проблеми стала система A-GPS.
Розглянемо, що таке A-GPS і коли вона потрібна.
Враховуючи те, що ця система досить молода (її дебют припав на 2001 рік), питання про те, що таке A-GPS, наразі є актуальним. Вона, як і GPS, була розроблена у США. A-GPS є системою, що прискорює роботу GPS-приймача у визначенні координат. Ця система користується сигналом, що походить від вишок стільникового зв'язкувідповідно, чим у видимості пристрою цих вишок більше, тим вище точність визначення відстані. При кожному стартовому пошуку супутників A-GPSнадає навігатору розташування найближчих супутників через спеціальні сервери. Дізнавшись, що таке A-GPS , стає зрозуміло, що з її допомогою робота GPS-навігатора стане набагато ефективнішою. Адже завдяки спільній роботі двох пристроїв місцезнаходження прискорюється в рази.
Визначившись, що таке A-GPS та GPS-навігатор, варто приділити увагу GPS-трекеру. Цей пристрій призначений для спостереження через супутник за пересуванням об'єкта, на якому встановлено цей маленький електронний пристрій. GPS-трекер представляє своєрідний «жучок», який без проблем можна сховати, наприклад, у салоні автомобіля, і таким чином відстежити усі подальші переміщення даного об'єкта.
В основному, GPS-трекер включає 2 пристрої: GPS-приймач і GSM-модем. За допомогою він має можливість визначити координати руху та швидкість, а потім передати ці дані спостерігачеві за допомогою GPRS-каналу (через стільниковий зв'язок).
Дізнавшись із нашої статті все про навігатори, можна сміливо купувати цей пристрій, адже в сучасному місті, особливо якщо просто неможливо обійтися без цієї техніки.
Сьогодні ми поговоримо про те, що таке GPS як працює ця система. Приділимо увагу розвитку цієї технології, її функціональним особливостям. Також обговоримо, яку роль роботі системи грають інтерактивні карти.
Історія появи GPS
Історія появи глобальної системипозиціонування, чи визначення координат, розпочалася США ще в далеких 50-х роках під час запуску першого радянського супутника в космос. Бригада американських учених, які стежили за запуском, зауважила, що при віддаленні супутник поступово змінює свою частоту сигналу. Після глибокого аналізу даних вони дійшли висновку, що за допомогою супутника, якщо говорити більш докладно, то його розташування і сигналу, що видається, можна точно визначити перебування і швидкість пересування людини на землі, як і навпаки, швидкість і знаходження супутника на орбіті при визначенні точних координат людини. До кінця сімдесятих років Міноборони США запустило систему GPS у своїх цілях, а ще через кілька років вона стала доступною для цивільного застосування. Як GPS працює зараз? Точно так, як і працювала на той час, за тими ж принципами та основами.
Мережа супутників
Понад двадцять чотири супутники, що знаходяться на навколоземній орбіті, передають радіосигнали прив'язки. Кількість супутників варіюється, але на орбіті завжди знаходиться потрібна їх кількість для забезпечення безперебійної роботи, плюс деякі з них є в запасі, щоб у разі поломки перших прийняти їх функції на себе. Оскільки термін служби кожного їх приблизно близько 10 років, проводиться запуск нових, модернізованих версій. Обертання супутників відбувається по шести орбітах навколо Землі на висоті менше 20 тисяч км, воно утворює взаємопов'язану мережу, якою керують станції GPS. Знаходяться останні на тропічних островах і пов'язані з основним координаційним центромв США.
Як працює GPS-навігатор?
Завдяки цій мережі можна дізнатися про місцезнаходження за допомогою обчислення затримки проходження сигналу від супутників, і за допомогою цієї інформації визначити координати. Як GPS працює зараз? Як і будь-яка мережа навігації у просторі – вона абсолютно безкоштовна. Вона з високою ефективністю працює за будь-яких погодних умов та у будь-який час доби. Єдина покупка, яка має бути, це сам GPS-навігатор або пристрій, який підтримує функції GPS. Власне, принцип роботи навігатора будується на простій схемі навігації, що давно використовується: якщо точно знаєте місце, де знаходиться маркерний об'єкт, найбільш підходящий на роль орієнтира, і відстань від нього до вас, намалюйте коло, на якому точкою позначте ваше місцезнаходження. Якщо радіус кола великий, замініть його прямою лінією. Проведіть кілька таких смуг від можливого вашого розташування у бік маркерів, точка перетину прямих позначить координати на карті. Вищезгадані супутники в такому разі якраз і відіграють роль цих маркерних об'єктів з відстанню від вашого розташування близько 18 тисяч км. Хоча їх обертання по орбіті і відбувається з величезною швидкістю, місце постійно відстежується. У кожному навігаторі встановлений GPS-приймач, який запрограмований на потрібну частоту і перебуває у прямій взаємодії із супутником. У кожному радіосигналі міститься певна кількість закодованої інформації, яка включає відомості про технічному станісупутника, місцезнаходження його на орбіті Землі та часовому поясі (точний час). До речі, інформація про точний час і є найбільш необхідною для отримання даних про ваші координати: обчислення відрізка часу між віддачею і прийомом радіосигналу, що відбувається, множиться на швидкість самої радіохвилі і шляхом нетривалих підрахунків розраховується відстань між вашим навігаційним приладом і супутником на орбіті.
Складнощі синхронізації
Виходячи з цього принципу навігації, можна припустити, що для точного визначення ваших координат можуть знадобитися всього два супутники, на основі сигналів яких легко знайти точку перетину, і в результаті - місце, де ви знаходитесь. Але, на жаль, технічні причини потребують застосування ще одного супутника як маркера. Головна проблема полягає в годиннику GPS-приймача, що не дозволяє провести достатню синхронізацію із супутниками. Причиною цього є різниця у відображенні часу (на вашому навігаторі та в космосі). На супутниках присутні дорогі високоякісні годинники на атомній основі, що дозволяє їм вести підрахунок часу з граничною точністю, тоді як на звичайних приймачах такі хронометри застосувати просто неможливо, оскільки габарити, вартість, складність в експлуатації не дозволили б застосовувати їх усюди. Навіть мала помилка в 0.001 секунд може змістити координати більш ніж на 200 км в сторону!
Третій маркер
Так що розробники вирішили залишити звичайну технологію кварцового годинника в GPS-навігаторах і піти іншим шляхом, якщо говорити точніше - використовувати замість двох орієнтирів-супутників - три, відповідно, стільки ж ліній для подальшого перетину. Вирішення проблеми будується на геніально простому виході: при перетині всіх ліній з трьох позначених маркерів, навіть за можливих неточностей, створюється зона у формі трикутника, за центр якого береться його середина - ваше розташування. Також це дозволяє виявити відмінність у часі приймача і всіх трьох супутників (для яких відмінність буде однаковим), що дозволяє скоригувати перетин ліній прямо в центрі, простіше кажучи — це визначає ваші координати GPS.
Одна частота
Слід також зауважити, що всі супутники посилають на ваш пристрій інформацію на одній частоті, і це досить незвично. Як працює GPS-навігатор і як сприймає всю інформацію коректно, якщо всі супутники безперервно та одночасно надсилають на нього інформацію? Все досить просто. Передавачі на супутнику для визначення себе надсилають у радіосигналі ще й стандартну інформацію, в якій знаходиться зашифрований код. Він повідомляє максимум характеристик супутника і заноситься в базу даних пристрою, що потім дозволяє звіряти дані з супутника з базою даних навігатора. Навіть при великій кількості супутників у зоні досяжності дуже швидко та легко їх можна визначити. Все це спрощує всю схему і дозволяє використовувати в GPS-навігаторах менші за розміром і слабші антени прийому, що здешевлює та зменшує дизайн та габарити пристроїв.
GPS-картки
Карти GPS завантажуються на ваш пристрій окремо, оскільки ви самі впливаєте на вибір місцевості, якою хочете пересуватися. Система лише встановлює ваші координати на планеті, а вже функцією карт є відтворення на екрані графічної версії, на яку наносяться координати, що дозволяє вам орієнтуватися на місцевості. GPS як працює у цьому випадку? Безкоштовно, це так і продовжує залишатися в такому статусі, карти в деяких інтернет-магазинах (і не тільки) все ж таки платні. Найчастіше для пристрою з GPS-навігатором створюються окремі програми для роботи з картами: як платні, так і безкоштовні. Різновид карт приємно дивує і дозволяє налаштувати дорогу з точки A в точку Б максимально інформативно і з усіма зручностями: які пам'ятки ви проїжджатимете, найкоротший шлях до пункту призначення, голосовий помічник, що вказує напрямок та інші.
Додаткове GPS-обладнання
Застосовується система GPS не тільки для вказівки вам потрібного шляху. Вона дозволяє проводити стеження за об'єктом, на якому може бути так званий маячок, або GPS-трекер. Складається він із самого приймача сигналів та передавача на основі gsm, 3gp або інших протоколів зв'язку для передачі інформації про розташування об'єкта в сервісні центри, що здійснюють контроль. Застосовуються вони у багатьох галузях: охоронної, медичної, страхової, транспортної та багатьох інших. Також є автомобільні трекери, які підключаються виключно до автомобіля.
Подорожі без проблем
З кожним днем значення карти та беззмінного компаса йдуть все далі в минуле. Сучасні технологіїдозволяють людині прокласти дорогу для своєї подорожі з мінімальними втратами часу, зусиль і засобів, при цьому побачити найцікавіші та найцікавіші місця. Те, що було фантастикою близько сторіччя тому, сьогодні стало реальністю, і скористатися цим може практично кожен: від військових, моряків та пілотів літаків до туристів та кур'єрів. Зараз велику популярність набирає використання цих систем для комерційної, розважальної, рекламної галузей, де кожен підприємець може вказати себе на глобальній карті світу, і його буде зовсім неважко знайти. Сподіваємося, що ця стаття допомогла всім, хто цікавиться тим, що GPS - як працює, за яким принципом відбувається визначення координат, які його сильні та слабкі сторони.
GPS (скорочення від англійського Global Positioning System – система глобального позиціонування) – це супутникова система навігації, що працює у всесвітній системі координат WGS 84. GPS дозволяє визначати розташування та швидкість об'єктів практично в будь-якому місці Землі. Цікаво, що система була розроблена та реалізована Міністерством оборони США, проте нині використовується і для цивільних цілей. Росією було створено свою власну супутникову систему навігації, яка називається і ми про неї вже писали. Системи працюють аналогічно, проте супутники ГЛОНАСС мають більшу стабільність.
Якийсь час тому GPS у телефонах використовувався рідко, а тому являв собою якусь дивину, якою можна було дивувати людей. Але ті часи давно минули і сьогодні потрібно добре попрацювати, щоб знайти смартфон, в якому відсутня підтримка GPS.
Для чого потрібний GPS у телефоні/смартфоні/планшеті?
GPS використовується в першу чергу для визначення розташування пристрою. Вже виходячи з цього, користувач може розуміти, де знаходиться в Наразі. У цьому принципі засновані навігаційні карти, які використовуються, наприклад, автолюбителями. А разом з інтернетом карти можуть показувати не тільки місце розташування пристрою та шлях до мети, а й завантаженість доріг. Яскравий приклад - Яндекс.Карти.
Смартфони з GPS використовуються не тільки простими автомобілістами, вони дуже популярні у кур'єрів, а також у таксистів, особливо коли йдеться про великі міста.
Функція розташування використовується у деяких сервісах. Наприклад, в соціальної мережіви можете розмістити фотографію та уточнити координати, де вона була щойно знята. Є сервіси, які дозволяють відзначати своє місцезнаходження не на простих картах, а в магазині чи кафе – таким чином користувач може надіслати своє повідомлення друзям та запросити їх.
Є навіть послуги знайомств, засновані на місцезнаходження користувача в даний момент. Так користувач вказує, де він знаходиться і на карті бачить інших користувачів. Наприклад, користувачі можуть познайомитися один з одним, якщо вони знаходяться поблизу карти.
Чи є недоліки у GPS?
Як таких недоліків у GPS не існує, проте варто пам'ятати, що розташування не завжди може бути достовірним, оскільки є межі похибки. Для більш точного позиціонування можна використовувати відразу обидві навігаційні системи - GPS і ГЛОНАСС, тим більше, що вони використовуються в багатьох пристроях.
В іншому GPS має суцільні плюси. До того ж система практично не позначається на вартості пристрою, що ви можете простежити за вартістю смартфонів: навіть найдешевші пристрої оснащуються GPS.
Статті та Лайфхакі
У більшості власників мобільних телефонів постало питання, що таке gps в телефоні? Раніше всі розмови щодо мобільному телефонупочиналися із запитання «Де перебуваєш?».
А сьогодні визначення розташування користувача на віртуальної картистало реальним завдяки об'єднанню знань з математики, фізики та інших технічних наук.
Тому для багатьох до програм неодмінно потраплять програми, що працюють із системою GPS.
Для чого потрібний gps
- За допомогою супутника можна визначити відстань до необхідного об'єкта (gps-приймач спочатку отримує відомості про місцезнаходження супутника, а потім приймає інформацію з координатами об'єкта).
- Крім того, з'являється соціальний аспект – людина може, спілкуючись з друзями та родичами, добровільно відзначити, де вона зараз перебуває.
- Завдяки міцному спілкуванню Інтернету та супутниковій навігації спростилися завантаження файлів - користувач може протягом кількох секунд показати своє місце розташування як на карті, так і в конкретному закладі.
У цьому людина може запросити себе друзів, розіславши повідомлення із зазначенням свого точного розташування.
- Телефон з gps модулем у правильному налаштуванніпрограми можна використовувати як звичайний навігатор при подорожах Росією та іншими країнами (при пошуку найближчих кінотеатрів, музеїв і магазинів).
Переваги та недоліки gps
Супутникова навігація у пристрої – звичайне явище навіть для не дуже дорогих моделей.
- Регулярне визначення своїх координат з використанням електронних карток необхідно людям тих професій, для яких важливо вміти орієнтуватися в невідомій місцевості (кур'єрам, водіям).
- Для користувачів, які проводять будні на робочому місці, а вихідні дні – вдома, gps є непотрібною функцією, що значно підвищує вартість апарату.
- Для виправдання обладнання мобільного телефонуФункцією gps розробники створюють різноманітні геосоціальні послуги, наприклад, можливість вставити у файл координати місцезнаходження зйомки.
- Сучасними розробниками набагато спрощено систему завантаження файлів, всі операції здійснюються надзвичайно швидко. Телефон, оснащений GPS, не складний в експлуатації, працює без збоїв та зручний у використанні.
При цьому він має різні налаштуваннята можливість збереження пройдених маршрутів.
Навігація сьогодні – послуга проста, потрібна та неймовірно популярна. Мало того, що навігатори - майже самий ходовий товар на мобільному ринку(обганяють їх тільки всюдисущі телефони), так ще й безліч смартфонів за останні пару років обзавелися власними GPS та A-GPS чіпами – і користувачі так до цього звикли, що смартфон без навігації викликає у них тепер щонайменше здивування. Все це, звичайно, дуже тішить (прогрес! цивілізація!), та тільки є одна біда: виробники так намагаються продати свій товар, що часто видають бажане за дійсне, заманюючи покупців не специфікаціями своїх товарів, а гучними словами на коробочках. Про те, що ці слова означають, і яка насправді буває навігація, ми розповімо вам у цій статті.
Як це працює?
На сьогоднішній день існують, по суті, лише дві технології, що дозволяють користувачам мобільної техніки не заблукати в кам'яних джунглях: супутникова та стільникова навігація. Перша – це власне GPS, глобальна супутникова система позиціонування, придумана американськими вченими для американських військових, а потім подарована до Дня Подяки всьому решті світу. Друга – AGPS (не плутати з A-GPS), технологія стільникового зв'язку, що дозволяє визначити ваше зразкове місцезнаходження (з точністю до 500 метрів), якщо ви знаходитесь в зоні покриття стільникової мережі.
GPS хороший насамперед тим, що він точний (визначає ваше становище з точністю до п'яти метрів) та абсолютно безкоштовний (добрі американці дозволяють користуватися своїми супутниками всім бажаючим). За конкретні навігаційні програми та карти, звичайно, доведеться заплатити – але плата ця буде одноразовою, і жодної підписки на GPS-послуги не існує у природі. Поганий GPS тим, що він працює тільки на вулиці, і в основному в ясну погоду - якщо на небі похмуро, знайти потрібну для роботи кількість супутників досить складно. Для того, щоб боротися з хмарами, була придумана спеціальна технологія A-GPS (Assisted GPS): за цією технологією замість того, щоб посилати сигнали в небеса, навігатор просто підключався до якогось сервера, де завантажував інформацію про місцезнаходження супутників, і користуючись цими координатами, знаходив їх набагато швидше. Сьогодні A-GPS – неодмінний супутник будь-якого GPS-приймача автомобільного навігатора. Найбільш популярні карти, що працюють із сервісом GPS: iGo, «Автосупутник», «Навітел», Be-On-Road.
Стільникова система AGPS (Alternative Global Position System) дає, звичайно, куди менш точне визначення положення об'єкта на карті, але абсолютно ніяк не залежить від погоди і ступеня поглибленості в будівлю. Головне, щоб ваш смартфон ловив мережу, ваш номер був підключений послуга GPRSа на вашому рахунку ще залишалися гроші. Принцип роботи AGPS аналогічний принципу роботи супутникової системи навігації: смартфон приймає сигнали від кількох (мінімум трьох) базових станційі, ґрунтуючись на силі сигналу кожної з них і беручи до уваги їхнє розташування, розраховує ваші координати. Дешево і сердито: доїхати з AGPS ви, звичайно, нікуди не зможете, зате на карті точно не загубитеся. Найбільш популярні карти, що працюють із сервісом AGPS: Google Maps, "Яндекс мапи".
Що буває?
Найпростіше з усіх навігаційних GPS-пристроїв, що існують в природі, - це зовнішній GPS-приймач. Сам собою він тільки спілкується з супутниками, і ніякої навігації, власне, не забезпечує. Але під'єднати його можна практично до будь-якого пристрою – ноутбука, кишенькового комп'ютера, телефону чи смартфона – і тоді, за наявності правильного програмного забезпечення, ви зможете орієнтуватися у просторі та прокладати маршрути до місця призначення. Приймачі особливо корисні туристам, які віддають перевагу наїждженим дорогам вузькі гірські або лісові стежки: приймачі, на відміну від більшості інших пристроїв, до карти не прив'язані, і при великому бажанні можуть вести вас навіть по відсканованій міліметрівці з накладеною на неї навігаційною сіткою. Якщо ви, звичайно, знайдете таку для потрібного регіону.
Найпопулярніше з навігаційних пристроїв на сьогоднішній день – автомобільний GPS-навігатор. Це, по суті, невеликий комп'ютер з сенсорним екраном, що працює на базі закритої операційної системи. У навігаторі вже встановлено виробником навігаційну програму, змінити яку, не порушуючи ліцензій, зазвичай не можна. Крім власне навігації, автонавігатори часто вміють ще багато чого: грати музику, показувати фільми, працювати з електронними книгамиі зображеннями, і навіть підключатись до інтернету.
Останнім часом на ринку з'явився новий клас пристроїв – смартфони із вбудованим GPS-приймачем. З одного боку, це пристрої дуже зручні: і зателефонувати можуть, і дорогу підкажуть, і ще багато вміють. З іншого – програмна складова у таких пристроїв поки що дуже слабка: в основному як навігаційні програми використовуються «онлайн-рішення» на кшталт Nokia Maps або Google Maps, для роботи з якими потрібне постійне підключення до інтернету (хоча на деякі смартфони можна поставити і справжній навігаційний софт). Та й підходять такі смартфони швидше для пішохідної, ніж для автомобільної навігації - екранчик у них маленький, карту видно погано, та й з картами нашої великої батьківщини все погано. Тільки містом і поїздиш.
Останній тип навігаційних пристроїв – смартфони із стільниковою навігацією (AGPS). Вони не мають вбудованого GPS-чіпа. Підходять вони лише тим, хто не хоче носити з собою паперову картку – ні ведення за маршрутом, ні навіть точного визначення вашого розташування вони не дають. Зате чудово допомагають зорієнтуватися в просторі під час тривалої поїздки або знайти якийсь особливо непомітний провулок, про який чутно не чув жоден із опитаних вами перехожих.
На жаль, ідеальної карти в природі не існує (хоча б просто тому, що у кожного свої уявлення про ідеал), тому для початку доведеться зрозуміти, навіщо вам в принципі потрібен навігатор і що ви з ним робитимете: для туристичних походів підійде один тип пристроїв та карток, для автомобільної навігації – інший, для пішохідної навігації – третій. Крім того, потрібно звернути увагу на саму картографічну базу: у найсимпатичнішої на вигляд програми може раптом не виявитися карти вашого міста, а «міська» з карт показуватиме білі плями відразу за автодорогою. Загалом, як не крути, а доведеться таки приділити деякий час процесу вибору. Про те, як обрати карту для навігатора, ви можете прочитати у статті «Які бувають навігаційні карти?»
Сподобалось?
Розкажіть друзям!
Завантаження...