Современные телефоны уже давно перестали быть обыкновенными устройствами для осуществления звонков. Теперь можно использовать мобильные ресурсы, дабы найти полезную информацию в интернете, снимать качественные фотографии, играть в различные приложения, слушать музыку и просматривать любимые фильмы.
Вишенкой на торте является встроенная навигационная система, которая позволяет использовать смартфон в качестве GPS-навигатора, например, для определения своего местоположения в лесу, на прогулке или в путешествии. Все подробности ниже.
Что такое GPS-навигатор в смартфоне?
GPS в телефоне – это навигационная система, которая предназначена для определения местоположения устройства на карте, а также для построения маршрута и поиска необходимых пользователю объектов. Абсолютно каждый современный смартфон имеет встроенный навигационный модуль. Маленький прибор представляет собой антенну, которая расположена во внутренней части корпуса.
Первоначально данное устройство предназначалось для определения местонахождения врагов в военных конфликтах. Однако со временем, когда мобильные технологии начали столь динамично развиваться, навигационный сигнал стал доступным в повседневной жизни каждому. Этот модуль способен принимать сигналы с поддерживаемых антенн, однако передавать информацию он не способен. Когда определенный сигнал приходит в смартфон, пользователь видит свое положение на карте.
Навигационная система в мобильном телефоне уже давно обрела широкую популярность. Данная функция очень полезна людям, которые постоянно путешествуют или находятся в бесконечных разъездах, командировках и т.д. Особо важную роль GPS-навигатор играет в густонаселенных территориях.
Сейчас многие социальные службы, курьеры, таксисты и доставщики продуктов не могут представить свою жизнь без мобильного навигатора. Также смартфоны со встроенным GPS-модулем широко пользуются спросом у охотников и рыболовов. Для последних в официальном магазине Play Market существуют специальные приложения с удобным интерфейсом и полезными инструментами.
Как работает GPS?
Для определения положения и времени почти в любом месте Земли используется орбитальная группировка и наземные станции. На высоте более 19 тыс. км над Землей постоянно развернуто по меньшей мере 24 активных спутника. Их позиции рассчитаны таким образом, чтобы в небе над любой точкой планеты всегда находилась ровно половина из них. Основной целью спутников является передача информации на Землю на частотах в диапазоне 1,1–1,5 ГГц. С помощью этих данных и математических расчетов наземный приемник или модуль GPS могут вычислять свое местоположение и текущее время.
В 2010 г. была восстановлена альтернативная система глобального позиционирования ГЛОНАСС. Она также насчитывает 24 спутника и вещает на частотах 1,2–1,6 ГГц.
Функциональные особенности
Как правило, навигационная система более стабильно функционирует в той местности, которая не содержит большое количество многоэтажных зданий и прочих построек. Большинство смартфонов плохо ловят сигнал в помещении, так как толстые бетонные стены отбивают сигнал, выступая в качестве блокирующего экрана. Однако некоторые устройства, относящиеся к более дорогому ценовому сегменту, справляются со своей задачей в самых суровых условиях.
Пешеходам и водителям, которые находятся далеко от населенных объектов, следует помнить о возможных системных сбоях во время плохих погодных условий. Проблема заключается в том, что сильная влажность и порывы ветра искажают передающийся сигнал, в результате чего координаты местонахождения могут отображаться с большими погрешностями.
Подавляющее число GPS-навигаторов в мобильных телефонах обладают следующими особенностями:
Оба варианта абсолютно бесплатны и просты в использовании. Если в телефоне отсутствует необходимое ПО, то для скачивания можно использовать официальный магазин Google Market. Также стоит отметить, что эти навигаторы идеально справляются с поставленными задачами в любых условиях, будь-то густой населенный город или сельская местность.
Наибольшей продуктивности можно добиться в том случае, если пользователь установит на свой смартфон онлайн и оффлайн-навигатор. В случае потери связи или израсходования мобильного трафика в любой момент можно переключиться в последний режим. Что касается оффлайн-навигаторов, более подробно с их возможностями можно ознакомиться ниже.
Есть ли недостатки у GPS?
Как таковых недостатков у GPS не существует, однако стоит помнить, что местоположение не всегда может быть достоверным, так как есть пределы погрешности. Для более точного позиционирования можно использовать сразу обе навигационных системы — GPS и ГЛОНАСС, тем более, что они обе используются во многих устройствах.
В остальном GPS имеет сплошные плюсы. К тому же система фактически никак не сказывается на стоимости устройства, что вы можете проследить по стоимости смартфонов: даже самые недорогие устройства оснащаются GPS.
Навигаторы в оффлайн-режиме (без интернета)
Основное отличие подобных систем заключается в том, что вся база данных и карты местности хранятся во внутренней памяти мобильного телефона. Следовательно, подобные приложения занимает больше объема, чем онлайн варианты. В любом случае для подзагрузки недостающих элементов потребуется периодически подключаться к интернету, однако это не нужно на постоянной основе.
Оффлайн-системами удобно пользоваться, когда владелец устройства находится далеко от населенной местности и не имеет доступа к сети. В таком случае можно экономит денежные средства на приобретение трафика. Но, большинству подобных программ характерен платный доступ. Конечно, можно ознакомиться с базовыми инструментами в пробной версии, однако данный период будет составлять не больше 7 дней.
Самыми распространенными вариантами считаются приложения «Maps.ME», «Navitel» и «TomTom». Они стабильно функционируют в любой местности, главное – своевременно загруженные карты и база данных.
Точность геопозиционирования
Погрешность измерений приемника GPS или GLONASS зависит от ряда переменных, в первую очередь от отношения сигнал/шум, положения спутника, погодных условий и наличия препятствий, таких как здания и горы. Эти факторы могут создавать ошибки расчета местоположения пользователя. Шум обычно создает ошибку от 1 до 10 м. Горы, здания и другие предметы, которые могут препятствовать прохождению сигнала от спутника, могут вызывать в 3 раза большую ошибку. Для нормальной работы GPS-приемник должен иметь возможность принимать сигнал от 4 спутников. Связь с первым из них позволяет получить данные об альманахе и, следовательно, доступности остальных. Хотя и можно определить местонахождение и с меньшим, чем 4, числом спутников, погрешность измерений может быть довольно большой. Самое точное определение местоположения происходит, когда есть открытый обзор ясного неба, свободный от любых препятствий, c более чем 4 спутниками над головой. Для борьбы с этими ошибками создано несколько вспомогательных средств.
Установка сторонних навигационных приложений
Большинство смартфонов имеют интегрированные навигационные сервисы Яндекс.Навигатор и Google карты. Они полностью бесплатны и удобны в использовании. Однако что делать, если в телефоне не предусмотрено такой возможности? Единственный выход – установка стороннего ПО. Данный тип программ функционирует за счет позиционирования спутников в реальном времени или благодаря заранее загруженным картам местности. Конечно, более эффективным считается первый вариант, однако такие приложения имеют платный доступ.
Чтобы воспользоваться полезными инструментами и обеспечить комфорт во время перемещения по дороге, стоит выбрать следующие навигационные системы:
Немного истории GPS
Сама идея создания спутниковой системы навигации родилась еще в 1 957 году, когда был запущен первый искусственный спутник в космос. Ученые, следившие за его полетом, заметили интересный эффект Доплера.
Когда спутник удалялся частота принимаемого сигнала, который он посылал — уменьшалась, а когда приближался, то, наоборот, становилась сильнее — появлялась задержка между отправкой и приемом сигнала. Таким образом, зная точное расположение/координаты, как минимум трех, а лучше четырех спутников, становится возможным узнать точное расположение объекта на земле по этой самой задержке.
Проект GPS был начат в 1 973 году Министерством обороны США, назвали программу NavStar. Первый навигационный спутник был запущен в 1 978 году, а полная группировка из 24 спутников была введена в эксплуатацию в 1 993 году.
Изначально предполагалось, что пользоваться системой будут только военные, но гражданское использование было разрешено 1 980 году. Такой указ принял президент США Рональд Рейган.
В заключение
В ближайшее время, скорее всего, все спутниковые системы будут объединены в одну, международную. Если это произойдет, то процесс определения геолокации будет происходит куда быстрее и точнее, за счет того, что спутников много, и навигатор сможет подключаться сразу к любому, который находится в пределах приема сигнала.
Рассказать друзьям
Похожие записи ГЛОНАСС — что это такое и как работает
Геолокация — что это такое и, как она работает
Гироскоп — что это такое, зачем нужен и как работает
Акселерометр — что это такое и как работает
Комментарии — 0:
Форматы сообщений
Данные GPS отображаются в разных форматах через последовательный интерфейс. Существуют стандартные и нестандартные (проприетарные) форматы сообщений. Почти все GPS-приемники выводят данные NMEA. Это стандарт форматирования информации в виде строк, называемых предложениями. Каждое из них содержит различные данные, разделенные запятыми. Всего насчитывается 19 видов таких предложений. Вот пример NMEA-строки, полученной от приемника, установившего связь со спутником:
$GPGGA,235317.000,4003.9039,N,10512.5793,W,1,08,1.6,1577.9,M,-20.7,М,,0000*5F.
В предложении содержится следующая информация:
- время по Гринвичу: 23:53:17;
- широта: северная, 40,039039°;
- долгота: западная, 10,5125793°;
- количество спутников: 08;
- высота: 1577 м.
Данные разделяются запятыми, чтобы упростить чтение и анализ компьютерами и микроконтроллерами. Они отправляются на последовательный порт с интервалом, называемым скоростью обновления. Большинство ресиверов обновляют эту информацию один раз в секунду (т. е. с частотой 1 Гц), но лучшие GPS-приемники способны выполнять несколько обновлений в секунду. Для современных моделей это значение равно 5–20 Гц.
Подключение к компьютеру
Простым способом непосредственного просмотра данных NMEA является использование GPS-приемника для ноутбука или компьютера. Для создания соединения необходимо лишь запитать устройство геопозиционирования и подключить вывод TX внешнего модуля ко входу RX компьютера.
Также возможно подключение GPS-приемника к USB-порту. При этом он может питаться как от собственного источника, так и через соединение с ПК. В первом случае освободившаяся линия используется для обнаружения наличия подключения USB-GPS-приемника к хосту. При соединении с компьютером питание поступает через универсальную последовательную шину, поэтому дополнительного источника не требуется.
Кроме того, Bluetooth-GPS-приемник обеспечивает беспроводную связь как с ПК, так и с совместимыми устройствами того же производителя. Это позволяет производить быстрый обмен общими данными, такими как маршруты и путевые точки.
После подключения необходимо открыть программу последовательного терминала, установив скорость передачи, равной скорости GPS-модуля. Даже если приемник не установил связь со спутником, на экране появится поток NMEA-предложений.
