Без спутниковых систем слежения трудно представить жизнь в наше время. Благодаря им люди ориентируются на местности, отыскивают какие-либо объекты и даже совершают археологические открытия. Актуален вопрос о том, насколько точность определения координат GPS и «ГЛОНАСС», а также других систем соответствует заявленной.
Спутниковые системы мониторинга
Существует множество вариантов систем мониторинга со спутника, например, Galileo (европейская), BeiDou (китайская). Но из-за популярности и точности определения координат больше используются американская GPS и российская «ГЛОНАСС», поэтому стоит провести их сравнение.
GPS
При ориентировании с использованием навигационных систем происходит передача сигнала на GPS спутник от модуля, встроенного в электронное устройство (например, телефон). Космический аппарат «отвечает», показывает, где находится человек. Однако тоннели, помещения и облачность вносят коррективы в точность позиционирования, иногда делая ее просто невозможной.
ГЛОНАСС
«ГЛОНАСС» – это российский аналог всемирно известной GPS. Принцип работы тот же – смартфон отправляет сигнал на один из 24 спутников, те передают местоположение.
ВАЖНО. У российской системы устройств в космосе всего 24, а у американской – до 32, поэтому площадь покрытия мира составляет 70 %.
Общие принципы определения координат
Основной принцип работы «завязан» на радиоволнах, посылаемых спутниками с постоянной скоростью. Здесь также важно время, за которое сигнал дойдет от источника к приемнику. Оно определяется атомарными часами на космическом аппарате. Скорость, время и расположение спутников позволяют вычислить их расстояние до человека, которому требуется навигация.
ВАЖНО. Данных с одного аппарата недостаточно. Для максимальной точности необходимы как минимум 4 устройства, находящиеся в разных местах.
Пересечение сигнала 4 и более спутников позволяет с минимальной погрешностью определить, где находится человек. Некоторые программы навигации также учитывают расстояние до вышек сотовой связи, данные встроенного компаса и акселерометра и даже скорость движения того, кто запрашивает координаты. Но какие бы технологии ни использовались, есть много факторов, влияющих на работу позиционирования.
Точность позиционирования
При определении координат погрешность ГЛОНАСС составляет 2 – 6 метров, у GPS – 2 – 4 м. На работу систем влияет целый ряд факторов.
Факторы влияния
На точность «ГЛОНАСС» и GPS влияют 6 факторов:
- Ионосфера и тропосфера. Проходя через эти слои, сигнал сильно замедляется. А если еще и вспышки на Солнце или «возмущения» в ионосфере, то точность становится практически недостижимой.
- Шумы навигационных приемников.
- Ошибки в часах спутников.
- Многолучевой прием.
- Внешние помехи от других устройств.
- Местонахождение. Поскольку спутники движутся по орбите, их расположение может влиять на точность. Некоторые и вовсе могут быть недоступными в каких-то регионах.
Эти факторы касаются только работы спутника, а еще есть те, которые связаны конкретно с человеком:
- Качество модуля GPS в электронном устройстве.
- Местонахождение человека в пространстве. Создаются искажения и отражения при пребывании рядом с сооружениями, внутри помещений.
- Драйвер в ОС в смартфоне.
Система дифференциальной коррекции
Поскольку на работу спутника влияют некоторые факторы, была придумана система коррекции – СДКМ. Из чего она состоит, показано в таблице.
| Компонент | Цель |
| Сеть станций сбора измерений. В России их около 56 | Сбор первичной информации с подвижного спутника и отправка ее в центр обработки |
| Центр обработки данных или ЦОД | В них фиксируется и исправляется погрешность (те самые 2–6 м), обеспечивается доставка информации пользователю |
| Комплекс доставки данных до потребителя, состоящий из неподвижных спутников и нескольких станций на земле | На Земле на специальных станциях данные обрабатываются и отправляются на особые невращающиеся спутники, которые и передают определенные координаты человеку |
Выше вся система показана в упрощенном виде для простоты понимания, на самом деле, она включает в себя десятки станций, в них работают тысячи специалистов. И все для того, чтобы увеличить точность навигационных систем до 10–20 см.
Совместно с GPS функционирует QZSS – японская система, благодаря которой снижается погрешность при передаче данных.
Как повысить точность
Некоторые области жизни, например, геодезия, не терпят ошибок в точности. Ряд мер может принять сам человек, чтобы снизить вероятность ошибки:
- Установить приложение GPS Test. Оно покажет количество спутников, доступных для использования модулем, расскажет о вероятной погрешности и качестве сигнала. На основании этих данных предпринимают конкретные шаги по устранению проблемы.
- Во вкладке «Местоположение» в настройках смартфона выбрать пункт «Геолокация». В некоторых телефонах там есть функция «Определять точнее». В этих же настройках можно «помочь» геомодулю, разрешив ему использовать данные от Bluetooth и Wi-fi.
- Откалибровать компас в девайсе. Так обновится сигнал геолокации.
- Использовать внешние, дополнительные антенны для приема сигнала.
ВНИМАНИЕ. Мало что поможет, если находиться в момент определения координат в помещении, под землей или рядом с высотными зданиями. Сигнал от спутника будет не только искажен, но и отражен. Из-за этого точная геолокация будет невозможна.
Преимущества двойного геопозиционирования GPS/ГЛОНАСС
Если определять свое положение по 2 системам сразу, то есть несколько преимуществ такого решения:
- Возможность получить данные с минимальной погрешностью. Например, на севере России для измерения подойдет «ГЛОНАСС», а вот для навигации в центральной части страны поможет GPS.
- Поскольку эти системы военные, бывает, что одна из них недоступна, тогда выручит вторая. Они взаимозаменяемы.
- Гибкость. В одних местностях лучше будет американский вариант, в других – российский.
Теперь вы знаете чем отличается ГЛОНАСС от GPS.
Эра космоса наступила. И околоземное пространство используется не только для исследований, но и для помощи в навигации, проведения межевания и других нужд. Главное – знать о точности каждой из систем, как работает GPS и правильно ими пользоваться.
