Принцип работы системы GPS

Принцип работы системы GPS Системы GPS слежения

Орбитальные группировки являются относительно молодым видом навигации – первая из них была запущена в 1993 году.

Рассмотрим, на какой частоте идут сигналы, зачем нужен усилитель для автомобиля. Принцип работы приемников: GPS-навигатора, трекера, видеорегистратора.

Сферы применения GPS

Спутниковые системы изначально разрабатывались исключительно для военного использования. Однако, с момента ввода в эксплуатацию группировки GPS спутниковая навигация получила широкое применение в жизни общества. К наиболее распространенным сферам относятся:

  1. Помощь туристам. Ориентироваться в незнакомом городе можно при помощи мобильного устройства с навигационным приложением.
  2. Забота о животных. Хозяин собаки или кошки может узнать, где находится питомец. Технология открывает возможность свободного выпаса и выгула без страха потерять животное.
  3. Глобальная навигация. Группировка помогает в стыковке маршрутов морских и воздушных суден.
  4. Охрана территории. На больших площадях удобно использовать камеры с модулем GPS или дроны.
  5. Противоугонная система. В случае похищения транспорта (автомобиля, мотоцикла или велосипеда) владелец сможет отследить его координаты.
  6. Наука. При помощи спутникового наблюдения ученые изучают поверхность и рельефы планеты, что помогает развитию геодезии.
  7. Мониторинг транспорта. Начальнику не составит труда отследить стиль вождения работника, считать его скорость движения и узнать об использовании машины вне расписания.
  8. Отслеживание грузов. Отправитель может проследить весь путь посылки до адреса получателя.
  9. Развлечения. Игры нового формата используют информацию о расположении игрока для создания дополненной реальности, например, Pokemon Go.
  10. Забота о близких. Родители могут следить за своим ребенком, а также услышать, что происходит вокруг него.
  11. Помощь водителю. Прибор может проложить маршрут, предупредить о радарах, а также сообщить о пробках на дороге.
Обзор навигационных приложений GPS для Android
GPS на телефоне

GPS-сигналы

Принцип работы GPS основан на расчете координат приемника исходя из времени поступления сигнала. Полностью процесс выглядит следующим образом:

  1. Спутник отправляет сигнал на наземные станции. Так как антенны недвижимы в пространстве, устройство определяет свое положение, используя их как ориентиры.
  2. Аппарат отправляет сообщение с собственными координатами на Землю.
  3. Приемники получают сигнал и используют спутник как ориентир для определения своего местонахождения. Для точной навигации нужны данные как минимум с четырех спутников.

Диапазоны частот

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.

На заметку. Частота GPS отличается от показателей других спутниковых группировок, например, ГЛОНАСС, Beidou и Galileo.

Точность и погрешность

Максимальное отклонение от найденной на карте точки положения приемника – 4 метра. Тем не менее при определенных обстоятельствах погрешность может увеличиваться. Во многом точность зависит от количества спутников, находящихся в районе использования, погодных условий и силы сигнала GPS.

Принцип работы GPS
Принцип работы GPS

Причины ошибок

Иногда бывает, что навигация в приборе «барахлит». Причиной неисправной работы могут быть следующие факторы.

Параметр Описание
Препятствия Стены, здания, деревья в лесу – все это может послужить преградой сигналу. Также волны могут быть остановлены слишком плотным чехлом на устройстве или тонированным стеклом машины.
Облачная погода или магнитные бури В условиях плохой погоды сигнал доходит до приемника с опозданием. Таким образом, расстояние между модулем и спутником рассчитывается неверно.
Местность использования Чем ближе к полюсу местность, в которой работает GPS, тем слабее будет сигнал. По этой причине жители северных регионов предпочитают использовать группировку ГЛОНАСС.
Неверные настройки устройства Подразумевается как неправильная работа вспомогательной функции A-GPS, так и параметры геолокации прибора. Например, на устройствах iPhone, Meizu, Samsung и Xiaomi по-разному выставляются настройки навигации.

Возможности улучшения сигнала

Если на приборе сигнал со спутника часто пропадает, то лучше использовать наружные антенны, которые бывают нескольких видов. По наличию дополнительного ресивера различают:

  1. Активные. В конструкции присутствует усилитель GPS-сигнала. По этой причине устройства быстро определяют большое количество волн.
  2. Пассивные. Такие приборы не снабжены усилителями. Устройства работают хорошо, только если помех в месте действия немного. Если же рядом с антенной есть электрические приборы, то точность приема будет низкой.

По типу конструкции выделяют два вида устройств:

  1. Дипольные. В схеме задействованы два стержня. Они расположены симметрично. Такие аппараты монтируются в горизонтальном положении.
  2. Несимметричные. Классическая антенна, состоящая из штыря и пружины в его основании. Прибор собирается вручную, длина обычно не превышает 20 см. Устройство нужно монтировать строго перпендикулярно плоскости распространения радиочастот.

GPS-устройства

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.

Службы геолокации на iPhone
Службы геолокации на iPhone

В некоторых приложениях можно купить платные улучшения – апгрейды. Самые популярные разработки переведены на большинство языков мира.

Также модули связи встраиваются и в другие устройства: дроны, видеорегистраторы, смарт-часы, геодезическое оборудование и пр.

Приемники

Выглядят как небольшие съемные приборы для подсоединения к технике – ноутбукам, планшетам и телефонам. Помогают добавить функцию навигации в 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). Удобен из-за принципа подключения. Однако, беспроводной ресивер нужно своевременно заряжать.
Внешний GPS-приемник
Внешний GPS-приемник U-blox 7 USB

Одним из самых популярных производителей приемников является компания Leica.

Чаще всего под этим словом подразумевают автомобильное устройство. Почти все современные автомобильные навигаторы оснащены операционной системой Android. Большая часть приборов совмещает использование нескольких спутниковых группировок.

Навигатор Navitel A737
Навигатор Navitel A737

Работает GPS-навигатор от бортовой сети авто. Также существуют так называемые автомобильные планшеты – они совмещают функции развлекательного гаджета и навигатора, работают на силе встроенного аккумулятора. ПО (программное обеспечение) для такого девайса можно загрузить отдельно (из интернета). Обновление также поступает онлайн.

Трекеры

Чаще всего выглядят как небольшие коробочки или брелоки. Приборы используются для слежения за людьми и машинами. Устройство может как работать постоянно, так и транслировать информацию по расписанию. Трекер снабжается GSM-передатчиком для управления и отправки координат.

Обзор GPS-трекеров
GPS-трекер

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 – устройству нужна симка для работы.

Видеорегистраторы

Камеры, призванные решить споры на дорогах, обладают несколькими сторонними функциями:

  • слежка за водителем (в случае с корпоративным транспортом);
  • помощь в парковке;
  • отслеживание передвижений машины.
Видеорегистратор AdvoCam-FD8 RED-II
Видеорегистратор AdvoCam-FD8 RED-II

Также прибор может подключаться к бортовой системе и выполнять функцию навигатора с антирадаром.

Как усилить сигнал GPS своими руками

Чтобы повысить уровень сигнала, можно предпринять несколько шагов:

  1. Включить точный режим. Таким образом, гаджет будет считывать информацию о местонахождении не только со спутников, но и с вышек сотовой связи.
  2. Откалибровать компас. Это можно сделать при помощи отдельного приложения или в Google Maps.
  3. Обеспечить хорошие условия работы. Отойти от возможных препятствий сигналу, снять с устройства чехол.

Может помочь покупка усилителя сигнала. При наличии паяльника и некоторых знаний устройство можно сделать самостоятельно – процесс подробно описан на видео ниже. Однако, не всегда игра стоит свеч – стоимость антенны начинается от 300 рублей. Надежнее купить сертифицированный прибор, чем пользоваться кустарным «гаджетом».

Данные GPS используются во многих сферах жизни человека. Практически вся современная техника оснащена модулями связи. В случае проблем с сигналом аппарат можно подключить к усилителю.

Оцените статью
Блог о спутниковом слежении
Добавить комментарий

Adblock
detector