При помощи приемника сигналов гаджеты отслеживают свое положение в пространстве. На этом функции ресивера не заканчиваются.
GPS-модули
Внутрь практически всех современных девайсов устанавливается приемник для спутниковой навигации. Это относится как к устройствам на Андроид (например, Samsung, Huawei), так и на IOS (Ipad, Iphone). Часто для начала работы модуля нужно включить устройство.
Встроенными приемниками оснащаются мобильные гаджеты и ноутбуки. Автомобильные навигаторы, регистраторы и сигнализации часто требуют дополнительного, выносного устройства. Прибор подключается к прикуривателю или автомагнитоле через адаптер, при этом крепится на лобовом стекле или снаружи машины. Таким образом, модуль выступает в качестве трекера. Самые известные производители автомобильных модулей – Garmin и Starline.
Предназначение
Основная функция GPS-приемника для ноутбука, телефона или планшета – определение координат устройства в пространстве. Информация выводится на дисплей при помощи программы. ПО для навигации можно скачать из интернета для Windows и Linux или из открытых магазинов приложений – Play Market для Android и AppStore для продукции Apple. К самым популярным относятся программы 2 ГИС, Яндекс.Карты и Google Maps.
Также приемник способен на прочие функции, полезные в различных ситуациях:
- автонавигаторы используют модуль для определения своей скорости движения, а также для опции «антирадар»;
- фитнес-браслеты позволяют рассчитать пройденное спортсменом расстояние;
- видеорегистраторы с приемником GPS используются для мониторинга ситуации на дорогах и позволяют зафиксировать точные координаты происшествия;
- автосигнализация с модулем, подключенная к магнитоле, не только даст знать владельцу автомобиля об угоне, но и будет работать как маяк, отслеживая положение машины.
Помимо этого, приборы со встроенным модулем часто используются для шпионажа, прослушки и слежения.
Принцип работы
Приемник сигнала нужен для получения сигналов от орбитальной группировки – GPS или ГЛОНАСС. Работа системы выглядит следующим образом:
- Спутник отправляет сообщение на наземные станции. Так как положение вышек и скорость сигнала заведомо известны, космический аппарат рассчитывает собственные координаты.
- Спутник отправляет сообщение с данными о своем расположении на Землю.
- Приемник получает сигнал и использует космические аппараты как ориентиры для определения своих координат.
- Информация, полученная прибором, отображается на устройстве – смартфоне, ноутбуке, планшете или навигаторе.
При этом GPS-модуль ловит сигналы тремя разными способами. Условно методы называются «стартами» и зависят от количества известной информации.
Название | Описание | Время |
Холодный старт | Происходит скачивание информации обо всех спутниках группировки и орбитах, на которых они находятся (альманах). Актуально для первого запуска приборов, ввозимых в страну из-за границы. | До 30 минут |
Теплый старт | Устройство получает информацию об эфемеридах – траектории движения каждого спутника в отдельности | До 5 минут |
Горячий старт | Прибор слегка корректирует информацию о положении космических аппаратов | До 1 минуты |
Внутренние и внешние
Существует два вида приемников – внутренние и внешние.
Первые встраиваются в устройство еще на заводе. Сейчас трудно найти гаджет без модуля навигации внутри. Однако, не во всех девайсах эта деталь работает хорошо. Часто приемник дает сбой и ломается. Замена GPS-модуля не имеет смысла, если предыдущий прибор той же модели работал плохо. В такой ситуации лучше установить дополнительное устройство.
Внешний GPS-приемник подсоединяется к гаджету через разъем по USB или по bluetooth. Часто такие приборы работают лучше встроенных. Причиной тому может быть как слабый прием сигнала на внутренних устройствах, так и плотный корпус телефона, блокирующий антенну.
Технические характеристики
Технические параметры есть только у внешних модулей (перечислены в инструкции по эксплуатации). К таким показателям относятся:
- Количество и названия поддерживаемых группировок. Самые распространенные – GPS, ГЛОНАСС, BeiDou и Galileo.
- Погрешность определения местонахождения. Обычно не превышает 10 метров.
- Время холодного старта. На современных моделях – около 30 минут.
- Рабочая температура. Стандартный показатель – от –20 ℃ до +70 ℃.
- Напряжение питания. Доходит до 32 В.
- Время автономной работы. Обычно не превышает 24 часов.
- Размеры. Габариты редко превышают 20х10х7 см.
- Рабочая влажность. Благодаря защитному корпусу устройство функционирует при показателе в 98 %.
- Вес. Как правило, не более 200 граммов.
Особенности подключения
Внешний GPS-модуль подключается к устройству без особых проблем. Для этого нужно или соединить прибор с гаджетом при помощи кабеля, или установить соединение по блютуз.
Если же речь идет о встраиваемом приемнике, то подключение требует определенных знаний и навыков. Дело в том, что для подсоединения модуля к плате гаджет разбирают. Также для установки нужна паяльная станция.
Процесс установки приемника внутрь телефона показан на видео в конце статьи.
На заметку. Процедура подключения довольно сложная. К тому же к каждому из модулей идет индивидуальная распиновка. Поэтому установку приемника лучше доверить мастерам.
Программы для тестирования GPS-модуля
Существует много приложений для работы с модулями спутниковой навигации. Часть из них были созданы как компьютерные утилиты на labview. В основном они бесплатные, каждая обладает своими функциями. Однако, GPS-модуль отслеживают не только в labview.
U-Center
Бесплатная программа от производителя модулей U-Blox. В приложении доступны такие функции, как:
- Настройка ресивера. Существует как автоматический режим изменения показателей, так и ручной. При желании пользователь может изменить конфигурацию прибора для увеличения скорости и точности его работы.
- Информация о спутниках. Программа отображает количество космических аппаратов, их принадлежность к группировкам (GPS или ГЛОНАСС), качество соединения и скорость обработки сигнала.
- Экспорт информации. Собранные данные приложение отобразит на Google Maps или в виде графиков и диаграмм.
В программе есть функция сохранения конфигурации в папке, что делает процесс редактуры более безопасным. Также удобно работать с несколькими приемниками – интерфейс приложения заточен под несколько устройств.
На заметку. Единственный недостаток U-Center – отсутствие русификации. Программа доступна только на английском языке.
Visual GPS
Утилита обладает двумя уникальными функциями:
- Расчет азимута и высоты каждого из спутников в зоне действия.
- Цветовое обозначение аппаратов по признакам высоты, силы сигнала и позиции.
Программа бесплатная и подходит для операционной системы Windows. Единственный недостаток – отсутствие русского языка в настройках.
Time Tools GPS Clock
Интересная утилита, позволяющая не только точно установить местонахождение приемника, но и определить время в часовом поясе. Программа считывает информацию с ресивера и с атомных часов GPS. После этого приложение предлагает синхронизировать время на устройстве по информации с приемника.
GPS Trimble Studio
Несмотря на то что программу разработали в 2009 году, у нее есть много преимуществ. Прежде всего, приложение обновляется автоматически при подключении к интернету. В Trimble Studio возможна работа с несколькими модулями и вывод информации в виде графиков, схем и карт.
Настройки приемника хранятся в едином конфигурационном файле. В программу встроен конвертор данных разных форматов, что облегчает работу с разными группировками.
Fugawi
Несмотря на прекращение поддержки программы в 2019 году, пользователи продолжают ее устанавливать. Причин на это несколько.
Во-первых, приложение непритязательно к ресурсам системы. Скачать программу можно даже на старые модели компьютеров. Во-вторых, она по-настоящему универсальна: с ее помощью предлагается проложить маршрут по земле, воде или воздуху. Наконец, в-третьих, интерфейс показывает максимум информации: скорость движения, высоту, курс движения в градусах, компас и пр.
На фоне всех плюсов программы минус – отсутствие обновлений и русификации – кажется ничтожным.
GPS-модули для Arduino
Ардуино – это компания, выпускающая материнские платы. Далеко не все встраиваемые приемники совместимы с деталями фирмы. Часто с несовместимостью сталкиваются мастера-самоучки при замене модуля. Платы компании используются как в мобильных гаджетах, так и в навигаторах, например, Старлайн. Для работы с Ардуино существует несколько моделей приемников:
- Locosys 1513. Модуль поддерживает сразу пять орбитальных группировок: ГЛОНАСС, GPS, Galileo, SBAS и QZSS. Отличается низким энергопотреблением и высокой чувствительностью.
- GY-NEO6MV2. Будет неправильно утверждать, что это приемник. Скорее, это плата, в которую вмонтирован ресивер, аккумулятор, стабилизатор напряжения и память. Часто используется для квадрокоптеров.
- Neo-6M GPS. Классика модуля для Arduino. На его основе создано больше всего обучающих видео по подключению детали к плате.
Как выбрать GPS-модуль
Чтобы купить подходящий GPS-приемник для планшета или другого устройства, нужно учитывать несколько факторов:
- Вид модуля. Встраиваемую деталь сложнее монтировать, но она удобнее в использовании. При этом внешняя проще в обращении, но менее удобна.
- Тип материнской платы. Данный показатель стоит учитывать, если речь идет о встраиваемой детали.
- Вид подключения. Этот параметр относится только к внешним модулям. Пользователю предстоит выбрать между подключением по проводу USB или по Bluetooth.
- Тип гаджета. Приемник для телефона может отличаться от ресивера для ноутбука.
- Цена. Лучше выбирать модули среднего параметра, то есть от 2 000 рублей. Все, что дешевле, обычно оказывается подделкой.
Реле GPS не только помогает ориентироваться на местности, но и обеспечивает контроль объектов. При помощи своевременно установленного модуля можно найти угнанную машину или проследить за своим питомцем. В случае брака внутреннего приемника на помощь придет внешний ресивер.