Глобальная система позиционирования GPS

Глобальная система позиционирования GPS Системы GPS слежения

В настоящее время существует несколько глобальных навигационных спутниковых систем. К их числу относятся ГЛОНАСС, BeiDou и Galileo. Однако, первой появилась система GPS.

Рассмотрим, какие GPS-устройства, геодезическое оборудование, модули, сервисы и технологии сегодня применяются.

Что такое GPS

То, как люди привыкли называть группировку, на самом деле аббревиатура. Буквам GPS соответствует расшифровка «Global Positioning System», или «Система Глобального Позиционирования». Установку можно описать как совокупность наземного и космического оборудования для определения координат объектов на Земле.

История возникновения

Изначально структура разрабатывалась для нужд американского военного флота и называлась «NavSTaR». Свое привычное название система GPS получила в 1973 году. Первый спутник был выведен на орбиту в 1974 году, а последний – в 1993.

Система спутниковой навигации GPS
Система спутниковой навигации GPS

Система предназначалась для наведения оружия. Но в 1983 году самолет «Корейских Авиалиний» оказался на территории СССР и был сбит возле острова Сахалин. Причиной инцидента была названа дезориентация пилотов в пространстве. После случившегося президент США Рональд Рейган пообещал допустить гражданское использование установки.

Во избежание военного использования точность определения координат была снижена. Погрешность гражданской версии системы была существенно сокращена в 2000 году.

Принцип работы

В процесс GPS-навигации включены три элемента:

  • космические аппараты;
  • наземные антенны;
  • приемники.

Станции и антенные вышки несут в себе две функции:

  1. Определение местоположения спутников относительно станции.
  2. Получение информации об атмосферных искажениях сигнала. В случае проверки заранее известно, где находится станция. Спутник отправляет сигнал на Землю, а станция замеряет время его поступления и отклонение в направлении. Если наблюдаются искажения сигнала (например, из-за плохой погоды), то поправки отправляются на все приемники, находящиеся в радиусе действия помех.
Принцип работы GPS
Принцип работы GPS

Работа системы состоит из трех этапов:

  1. Определение расположения спутника. Аппарат отправляет сигнал на наземные станции. Так как антенны недвижимы в пространстве, устройство определяет свое положение, используя антенны как ориентиры.
  2. Отправка сигнала спутником на Землю. В сообщении содержится информация о времени отправки и координатах аппарата.
  3. Получение сигнала. Приемник анализирует информацию, полученную со спутника, и определяет свое местонахождение. Для точной навигации нужны сигналы с четырех спутников.

Сигналы и частоты

Установка использует метод кодового разделения CDMA. Благодаря этой схеме снижается износ спутников. Метод применяет два частотных диапазона:

  • L1 с частотой 1575,42 МГц;
  • L2 с показателем в 1227,60 МГц.

Определение координат

Система высчитывает положение объекта по времени приема сигнала с орбиты модулем. Для интерпретации данных существует множество программ и мобильных приложений, а также технического оборудования.

Основные термины

В описании системы могут участвовать следующие понятия:

  • покрытие – площадь, которую охватывают спутники группировки;
  • WGS 84 – всемирная единая система координат;
  • спутник – космический аппарат, принимающий и отправляющий сигналы;
  • приемник – любой аппарат, снабженный модулем связи.

Плюсы и минусы системы

Основное преимущество группировки – глобальное покрытие. Остальные системы (ГЛОНАСС, Galileo и BeiDou) не обладают таким количеством спутников, из-за чего их действие ограничено. Нельзя также игнорировать малую погрешность определения координат – всего 4 метра. Для сравнения, ГЛОНАСС гарантирует точность поиска объекта до 6 метров.

Спутниковые системы
Спутниковые системы

Однако, у установки есть один весомый недостаток – сигналы спутников практически недосягаемы в высоких широтах планеты из-за малого наклона космических аппаратов. Ввиду этого люди, живущие на севере, предпочитают использовать систему ГЛОНАСС.

Применение GPS

Спутниковая навигация повсеместно используется в жизни человека. Самые популярные сферы применения перечислены в таблице.

Вид использования Описание Приборы
Забота о животных Хозяин питомца может узнать его местоположение. Технология открывает возможность свободного выпаса и выгула. Ошейник с трекером для питомца (собаки или кошки).

Маяк, закрепленный на рогах (для крупного рогатого скота).

Противоугонная система В случае похищения транспорта (автомобиля, мотоцикла или велосипеда) владелец сможет отследить его координаты Трекер, спрятанный в салоне машины или внутри руля велосипеда
Помощь туристам Навигация в незнакомом городе стала гораздо проще благодаря спутниковым системам Смартфон с установленным приложением
Охрана территории На больших площадях удобно использовать камеры с модулем GPS или дроны Камеры видеонаблюдения, квадрокоптеры
Мониторинг транспорта Начальник может отследить стиль вождения работника, считать его скорость движения и узнать об использовании машины вне работы Видеорегистратор, навигатор, датчик уровня топлива, детектор удара и пр.
Раскрытие преступлений Беспилотники с камерами могут «поймать» в объектив противоправные действия, например, незаконную вырубку леса Квадрокоптеры
Отслеживание грузов Компании, связанные с логистикой, и частники могут следить за своей посылкой Маячок, трекер
Наука Система позволяет собрать данные для отраслей науки о Земле (геофизика, геология, геотермия), а также замерить показатели участков для кадастрового учета Геодезическое оборудование
Помощь водителю Прибор может проложить маршрут, предупредить о радарах (функция «антирадар»), а также сообщить о пробках на дороге Навигатор, специальное ПО на телефоне или компьютере
Забота о близких Родители могут следить за своим ребенком, а также услышать, что происходит вокруг него Смарт-часы, планшет, смартфон
Спорт Бегуны отслеживают прогресс тренировок Фитнес-браслет

Виды GPS-устройств

Почти в каждый смартфон встроен модуль спутниковой связи. Благодаря этой детали прибор можно использовать как навигатор. Для этого нужно включить геолокацию в настройках устройства и бесплатно скачать программу с картами из открытых источников: Play Market для Андроид и AppStore для айфона.  Выбрать лучшую навигационную разработку помогут отзывы пользователей на форумах. Большая часть приложений бесплатна, в некоторых можно купить платные улучшения – апгрейды. Цена подписки (тарифа) индивидуальна для каждой программы.

Что касается компьютеров, то в сети можно найти онлайн-GPS сервис. На ПК также загружают бесплатные утилиты для навигации из интернета. Более того, существуют геодезические программы, разработки для планирования маршрутов по воде и воздуху, приложения для пересчета координат – выбор огромен.

Помимо мобильных гаджетов, модуль GPS встраивают в ряд других приборов. Большая их часть производится такими знаменитыми компаниями, как Eplutus, Leica, Navitel, Pioneer, Starline, Xiaomi, Garmin и пр.

GPS-приемники

Выглядят как небольшие съемные приборы для подсоединения к технике – ноутбукам, планшетам и телефонам. Помогают добавить функцию навигации на те устройства, на которых она не запланирована. Существует два вида подключения:

  1. Проводной, по USB. Часто такие ресиверы выглядят как флешка. Некоторые напоминают компьютерную мышь – особенно автомобильные устройства. Предоставляют точную информацию о местонахождении объекта, но сильно разряжают аккумулятор прибора.
  2. Беспроводной, на Bluetooth-канале. Приемник удобен из-за отсутствия подключения к прибору. Однако, беспроводной ресивер нужно своевременно заряжать.

Как правило, приемник стоит недорого – от 300 рублей в интернет-магазинах.

GPS Bluetooth приемник модуль CoPilot
GPS Bluetooth приемник модуль CoPilot

Трекеры и маяки

Чаще всего выглядят как небольшие коробочки или брелоки. Приборы используются для слежения за людьми и машинами (и легковыми, и грузовиками). Устройство может как работать постоянно, так и выходить на связь по расписанию.

GPS-трекер TK-102
GPS-трекер TK-102

Трекер снабжается GSM-передатчиком для управления и отправки координат. Таким образом, прибор определяет свои координаты даже в условиях плохого сигнала, по вышкам сотовой связи. Часто маяк дополняют функциями прослушки и тревожной кнопки. Единственный недостаток – такому устройству нужна симка для работы.

Чаще всего под этим словом подразумевают автомобильное устройство. Ранее были популярны пешеходные навигаторы для путешествий и отдыха на природе. Сейчас эту функцию приняли на себя мобильные гаджеты.

GPS навигатор Garmin DriveSmart
GPS навигатор Garmin DriveSmart

Почти все современные автомобильные навигаторы оснащены операционной системой Android. Также большая часть приборов совмещает использование нескольких спутниковых группировок.

Логгеры

Прибор напоминает трекер. Устройство тоже определяет местонахождение объекта и отслеживает его передвижение. Логгер отличается от маяка по двум параметрам:

  1. Наличие внутренней памяти. Прибор записывает все маршруты во встроенную карту.
  2. Отсутствие GSM-передатчика. Вывести данные можно только после получения логгера, по USB или Bluetooth.
Логгер
Логгер

Картплоттеры-эхолоты

В названии прибора обозначены две его основные функции. Благодаря эхолоту пользователь может получить информацию о рельефе дна и местах скопления рыбы. А функция картплоттера поможет нанести все данные на карту для лучшей ориентации на местности.

Картплоттер-эхолот
Картплоттер-эхолот

Обзор типового устройства представлен по ссылке.

Таким образом, рыбаки имеют возможность найти «рыбные места» и отметить их на карте.

Законность самодельных GPS-модулей

Сбор антенн своими руками не запрещен. Однако, в законодательстве России есть такое понятие, как СТС НПИ, означает «Специальные Технические Средства для Негласного Получения Информации». К таким приборам закон относит все устройства, технически и внешне предназначенные для незаметной слежки за человеком.

В РФ оборот (покупка, использование и продажа) данных технических средств незаконен. Собранный своими руками трекер будет отнесен к СТС НПИ, если он обладает двумя характеристиками:

  1. Скрытая прослушка. Устройство дает возможность включить микрофон удаленно и услышать, что происходит вокруг. Функция может активироваться командой или звонком. При этом приборы с возможностью добровольного вызова разрешены законом – к ним относятся телефоны со встроенным модулем, часы и некоторые модели трекеров.
  2. Маскировка. Имеется в виду не просто спрятанный в салоне автомобиля трекер, а замаскированный прибор (например, под сувенирную статуэтку). В первом случае предназначение устройства предельно ясно, во втором – обладатель «статуэтки» не поймет, что за ним следят.

За использование «шпионского» оборудования могут быть назначены санкции:

  • штраф размером до 200 000 рублей;
  • лишение свободы сроком до 4 лет;
  • ограничение деятельности на некоторое время;
  • запрет на занятие определенных должностей.

Внимание. Для законного использования самодельного модуля на нем должна быть четкая маркировка назначения устройства.

С началом массового использования онлайн-сервисов с картами стартовала новая, электронная эпоха навигации. Система GPS применяется не только для работы предприятий, но и на бытовом уровне.

Оцените статью
Блог о спутниковом слежении
Добавить комментарий

Adblock
detector