Использование устройств GPS и смартфонов в качестве средств навигации

За последнее десятилетие использование устройств GPS (глобальной системы позиционирования) стало обычным явлением для помощи в навигации на холмах, в то время как за последние пару лет многие смартфоны, оснащенные технологией GPS, использовались для той же цели. Эта статья призвана ответить на некоторые из распространенных вопросов и развеять некоторые мифы об их использовании.

Как они работают?
Как автономные устройства GPS, так и смартфоны с технологией GPS работают, определяя местоположение и сигналы от ряда спутников, установленных военными США. Устройства вычисляют свое местоположение по этим спутникам.

Чем они на самом деле занимаются?
Существует ряд устройств GPS и приложений для смартфонов, которые имеют самые разные функции. На более простом уровне устройство или приложение GPS могут предоставить вам текущую привязку к сетке, чтобы вы могли затем использовать ее для навигации по бумажной карте.Многие устройства позволяют предварительно проложить маршрут с помощью картографического программного обеспечения на вашем ПК (например, карты памяти и т. Д.) Или загрузить подготовленный маршрут из другого места. Линия заранее запланированного маршрута часто отображается на экране.
На вершине диапазона находятся устройства GPS, такие как Satmap или Garmin Oregon, и приложения для смартфонов, такие как Viewranger и некоторые другие, которые позволяют приобретать полные карты Ordnance Survey (1:25 000 или 1:50 000), которые затем сохраняются. чтобы их можно было показать на вашем устройстве (наложить на любой заранее спланированный маршрут) с отметкой вашего текущего местоположения.

Вам нужен сигнал мобильного телефона для работы GPS на смартфонах?
Нет. Есть некоторая путаница в том, что, если для них доступен мобильный сигнал, смартфоны могут использовать что-то под названием Assisted GPS для определения приблизительного местоположения по сигналу телефона. Затем мобильный сигнал используется для ускорения расчета определения местоположения со спутников GPS. Доступность телефонного сигнала не влияет на точность показаний GPS после того, как устройство зафиксировало свое местоположение; цель состоит в том, чтобы быстрее получить исправление, когда функция GPS включена.Есть несколько дешевых приложений, которым требуется интернет-сигнал для отображения карт, поэтому они вряд ли будут работать в дикой местности. Однако более качественные приложения для смартфонов законно хранят любые карты на вашем телефоне, поэтому они всегда доступны.

Насколько точны устройства GPS?
Первоначальное поколение устройств GPS давало точность около 15 м, и часто не удавалось найти ее в узких долинах или там, где был лесной покров. Более современные устройства и смартфоны, как правило, теперь используют высокочувствительный GPS, который гораздо более эффективен в лесном хозяйстве и может иметь точность до 4 м после того, как устройство завершит исправление.Иногда военные блокируют сигналы GPS. Нас часто информируют о том, когда это должно произойти, и включают в себя новость о Walkhighlands, если глушение может затронуть жителей холмов, хотя есть также учения по подавлению помех GPS, о которых не сообщается.

Означает ли это, что мне больше не нужны карта и компас или мне нужно уметь их читать?
Нет! Каждый, кто направляется в горы, должен научиться читать карту и уметь эффективно ориентироваться с бумажной картой и компасом.

Почему? Во-первых, даже если у вас есть смартфон или GPS-навигатор с полным подробным отображением ОС, он не сможет прочитать и интерпретировать карту за вас! Все, что он может сделать, это показать вашу позицию — способность правильно интерпретировать карту остается важным навыком. Направляясь на холмы, вы должны понимать по карте, какой будет местность, выбирать на ней подходящие маршруты и иметь возможность принимать решения об изменении маршрута, если вам это необходимо. Например, зимой может быть опасный карниз, где летний маршрут пролегает у края скал над корри; Здесь вам нужно быть опытным штурманом, чтобы понять, что вам может потребоваться выбрать маршрут дальше от края, чем показанный летний маршрут, чтобы избежать риска провалиться через карниз.Смартфон, GPS или даже бумажная карта не могут сказать вам этого — необходимы навыки чтения карт. Планы также могут измениться; погода может приближаться; сильный дождь может означать, что ожог нельзя будет перебрать; может произойти авария; поэтому каждый должен иметь возможность взглянуть на карту и найти лучший способ скорректировать любой маршрут в соответствии с меняющейся ситуацией.

Во-вторых, даже если вы опытный навигатор, который хорошо читает карту и с удовольствием пользуется смартфоном или GPS для навигации, бумажную карту и компас все равно следует иметь при себе, по крайней мере, в качестве запасного.Батареи могут разрядиться; хотя вы можете носить с собой запасные части или зарядное устройство, все же существует вероятность того, что ваш телефон или GPS могут сломаться или выйти из строя. Поэтому важно иметь хотя бы бумажную карту и компас в качестве запаса.

Как упоминалось выше, даже пользователь смартфона / GPS, который эффективно перемещается, должен постоянно использовать свои навыки чтения карт. Однако, если вы используете смартфон или GPS в качестве основного средства навигации, ваши навыки компаса могут стать ржавыми. Если это относится к вам, рекомендуется регулярно практиковаться, чтобы помнить, как эффективно пользоваться компасом, если и когда в этом возникнет необходимость.

А как насчет батарей? Как долго они длятся?
Это сильно варьируется. Как правило, выделенные устройства GPS имеют более продолжительное время автономной работы, чем смартфоны. Со смартфонами это также зависит от того, какие другие приложения вы используете, какие звонки и т. Д. Вы совершаете. Вы можете еще больше сэкономить заряд батареи, отключив мобильный сигнал. Некоторые смартфоны можно включить, записывая GPS-трек до 14 часов или около того; другие могут сливаться намного быстрее.
При покупке смартфона стоит проверить емкость аккумулятора; кроме того, экран большего размера может быстрее разряжать аккумулятор.Во многих моделях также можно получить запасную батарею или носить с собой портативное зарядное устройство (которое фактически содержит другую батарею).
Если вы используете смартфон или GPS-навигатор, найдите время, чтобы узнать, как им правильно пользоваться, и понять, как он работает и его ограничения.

Что насчет намокания устройства?
Большинство специализированных устройств GPS имеют прочную конструкцию и достаточно водонепроницаемы. Смартфоны могут быть намного более хрупкими, хотя доступны водонепроницаемые чехлы, и с ними можно осторожно обращаться.Некоторые смартфоны представляют собой «прочные» модели, которые могут быть водонепроницаемыми и лучше выдерживать удары — вероятно, хороший выбор для тех, кто хочет брать их с собой на улицу.

Я все время слышу, что смартфоны и GPS увеличивают количество обращений в службу спасения в горах, поскольку все больше пешеходов теряются. Почему это?

Основной причиной заблудиться обычно является отсутствие соответствующих навыков навигации, независимо от того, какая технология используется. Во многих случаях пешеходы не обладают навыками чтения карты или эффективной навигации.Некоторые ошибочно думают, что ношение смартфона или GPS означает, что им не нужны эти навыки, что является рецептом катастрофы по всем причинам, указанным выше.

Каждый путешественник по холмам и горам должен научиться интерпретировать карту и эффективно ориентироваться с помощью карты и компаса, в том числе в условиях плохой видимости. Ознакомьтесь с разделом «Дюжина навигатора» для получения дополнительной информации об этих важных навыках; такие навыки, как оценка расстояния, действительно требуют практики! Для тех, кто менее уверен в своих силах, есть отличные курсы по основам навигации, в том числе по низкой цене по альпинистской Шотландии.

В других случаях пешеходы знают, как эффективно ориентироваться, используя подробные карты на своем смартфоне или GPS, но они также не взяли бумажную карту и компас. Затем они попадают в затруднительное положение, когда по какой-либо причине возникает проблема с их устройством, поскольку у них нет резервной копии.

Эта страница создана Walkhighlands; содержание одобрено Mountaineering Scotland.

,

Как работает спутниковая навигация GPS?

Реклама

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 23 июня 2019 г.

Let’s Get Lost — это название джазовой песни 1940-х годов.
классно записана певцом и трубачом Четом Бейкером. Тогда, получив
идея проигрыша была не просто романтической, но все же реалистичной. Сегодня это
практически невозможно заблудиться, как ни старайся.
Если вы едете по автостраде или карабкаетесь на Эверест,
Вы всегда видите спутники, вращающиеся в космосе
это может сказать вам, где именно вы находитесь.Гуляя со смартфоном в кармане, вы
иметь свободный доступ к приемнику GPS (Глобальная система позиционирования) , который
может определить ваше местоположение в хороший день с точностью до нескольких метров. Ошибиться
Включите машину, и решительный голос — также
GPS — будет настаивать на том, чтобы «повернуть налево»,
«Поверните направо» или «Идите прямо», пока не вернетесь уверенно.
отслеживать. Даже едешь в автобусе или поезде, сойти еле-еле
не в том месте. На удобных досках дисплея прокручивается название
останавливаться вы хотите задолго до того, как вам нужно будет встать с места.Помимо
помогая нам добраться до пункта назначения, спутниковая навигация может
всевозможные другие вещи, от отслеживания посылок и выращивания урожая до
поиск потерянных детей и руководство слепыми. Но как именно это
работай? Давайте внимательнее посмотрим!

Фото: Заблудиться осталось в прошлом благодаря таким мобильным устройствам со встроенными GPS-приемниками и картографическими приложениями.

Что такое спутниковая навигация?

Спутниковая навигация («спутниковая навигация») означает использование портативного радио.
приемник для приема сигналов скорости света с орбитальных спутников
(иногда их называют космическими аппаратами или космическими аппаратами), чтобы вы
может определить ваше местоположение, скорость и местное время.Как правило, это намного точнее, чем другие формы навигации, которые
приходится бороться с надоедливыми проблемами, такими как точное хронометраж
и непогода. Потому что это система вещания , основанная на радиосигналах
которые достигают всех частей нашей планеты, любое количество людей может использовать их одновременно, где бы они ни находились.

Самая известная система спутниковой навигации, Navstar Global
Система позиционирования (GPS) , использует около 24 активных спутников (включая резервные). День и ночь, 365 дней в году,
они кружат вокруг Земли каждые 12 часов по орбитальным плоскостям, наклоненным под углом 55 градусов к экватору.Где бы вы ни были, вы обычно видите как минимум полдюжины из них, но
вам нужны сигналы только от трех или четырех, чтобы определить вашу позицию
с точностью до нескольких метров.

Фото: Спутник NAVSTAR GPS во время строительства на Земле в 1981 году.
Вы можете получить представление о размере спутника по изображению инженера на некотором расстоянии под ним. Изображение любезно предоставлено
Министерство обороны США.

GPS был запущен военными США в 1973 году, и его оригинальные спутники были рассчитаны на срок службы около 7 человек.5 лет, но ожидается, что последнее поколение прослужит вдвое дольше. Всего было запущено около 60 спутников Navstar в трех разных поколениях и нескольких отдельных группах, называемых блоками, хотя многие из них уже выведены из эксплуатации. На момент написания последнего запуска Navstar (первого спутника третьего поколения) был спутник GPSIII SV01 23 декабря 2018 года.

GPS

состоит из трех основных компонентов, технически известных как «сегменты»: одна часть в космосе,
одна часть на земле, а другая в кармане.24 спутника образуют так называемый «космический сегмент» GPS, но
система также основана на сложной наземной сети антенн,
мониторы и посты управления («сегмент управления»),
сосредоточена на главной станции управления (MCS) на базе ВВС Шрайвер в
Колорадо, США (с резервной копией на базе ВВС Ванденберг в г.
Калифорния). Помимо космического и контрольного сегментов, другая важная часть спутника
Навигация — это «сегмент пользователя» — электронный приемник, который вы держите в руке или носите в автомобиле.

Фото: GPS в прежнем виде. В 21 веке большинство смартфонов имеют встроенные приемники GPS и легко помещаются в карман рубашки. Еще в 1978 году это было то самое современное оборудование GPS, которое вам понадобилось бы для того же: большой портативный приемник, гигантский рюкзак и очень большая антенна! Фото любезно предоставлено ВВС США.

Триангуляция

Определение вашего местоположения по спутниковым сигналам — высокотехнологичная версия
старинного трюка мореплавателя, получившего название триангуляция.Предположим, вы идете по лесу по совершенно ровной земле,
но ты не знаешь, где ты. Если ты видишь ориентир сквозь
деревья (может быть, дальний холм), и вы можете догадаться, как далеко он
есть, вы можете посмотреть на карту и понять, что вы должны быть где-то
на окружности, радиус которой (расстояние от холма) равен расстоянию
вы уже догадались. Только одна достопримечательность не может сузить вашу позицию
больше чем это. Но что, если вы вдруг увидите вторую веху в
другое направление. Теперь вы можете повторить процесс: вы должны быть
на определенном расстоянии от этого объекта, где-то на втором круге.Соедините эти две части информации, и вы поймете, что должны
где-то там, где встречаются два круга — один из двух
места на земле. С помощью третьего ориентира вы можете сузить
положение в одну точку. И в этом суть
простая триангуляция (более подробное введение вы найдете на
Компас, чувак).
Триангуляция работает с прямой видимостью и небольшими предположениями, с компасом и картой, а также с более изощренными методами, такими как радиосигналы и радар. И это также работает более изощренно, используя космические спутники.

Фото: сэр Фрэнсис Дрейк (около 1540–1596 гг.) Был вторым человеком, совершившим кругосветное путешествие.
финишировал в 1580 году. Первым был Фердинанд Магеллан (1480–1521), португальский исследователь, который плавал вокруг земного шара с большим мастерством и храбростью. Между 1519 и 1521 годами Магеллан и его команда стали первыми, кто совершил кругосветное плавание вокруг планеты, доказав, что «плоская Земля» на самом деле была более или менее сферической. Заманчиво представить себе, насколько легче была бы жизнь Магеллана со спутниковой навигацией, но это неверно интерпретирует логику вещей.Без проницательности Магеллана у нас вообще не было бы спутниковой навигационной технологии: чтобы создать ее и заставить работать, нам нужно было знать, что мы живем на круглой Земле с самого начала!

Трилатерация

Благодаря спутниковой навигации ваши навигационные «ориентиры»
космические спутники, летящие по небу над вашей головой.
Поскольку они находятся на расстоянии около 20 000 км (12 600 миль), далеко за пределами атмосферы Земли,
и поскольку они постоянно движутся (а не неподвижны, как ориентиры на Земле), определение вашего местоположения
от них немного сложнее.Если вы принимаете сигнал с одного спутника и знаете, что это
На расстоянии 20000 км вы должны быть где-то на сфере
(не круг) радиусом 20 000 км, с центром на этом спутнике. С участием
два сигнала от двух разных спутников, вы должны быть где-то
где встречаются две сферы (где-то в круге перекрытия). Три
сигналов помещает вас в одну из двух точек на этом круге — и это
обычно достаточно, чтобы понять, где вы находитесь, потому что одна из точек
может быть в воздухе или посреди океана.Но с четырьмя
сигналы, вы точно знаете свое положение. Определение вашего местоположения это
способ называется трилатерацией .

Как работает GPS

Фото: Впечатление художника от 24 спутников NAVSTAR, находящихся на орбите Земли.
Изображение предоставлено Министерством обороны США.

Все системы спутниковой навигации работают примерно одинаково. Там
состоит из трех частей: сеть спутников, где-то пункт управления
на Земле, которая управляет спутниками, и принимающим устройством, которое вы
носить с собой.

Каждый спутник постоянно излучает радиоволны
сигнал к Земле. Приемник «прислушивается» к этим сигналам и,
если он может принимать сигналы от трех или четырех разных спутников, он
может определить ваше точное местоположение (включая вашу высоту).

Как это работает? Спутники остаются в известных положениях, а
сигналы движутся со скоростью света. Каждый сигнал содержит информацию
о спутнике, с которого он пришел, и отметке времени, в которой указано, когда он
покинул спутник.Поскольку сигналы являются радиоволнами, они должны распространяться
со скоростью света. Заметив, когда приходит каждый сигнал, приемник
можно узнать, сколько времени потребовалось в пути и как далеко оно продвинулось — в
другими словами, как далеко он от передающего спутника. С тремя или
четыре сигнала, приемник может точно определить, где он находится на Земле.

Где ты в мире?

1. Если ваш спутниковый ресивер принимает сигнал от желтого спутника, вы должны быть где-то на желтой сфере.
2. Если вы также принимаете сигналы от синих и красных спутников, вы должны быть в черной точке, где сигналы от
   встречаются три спутника.
3. Вам нужен сигнал как минимум от трех спутников, чтобы таким образом определить ваше местоположение
   (и четыре спутника, если вы хотите определить свою высоту). Поскольку спутников GPS гораздо больше, у вас больше шансов найти себя, где бы вы ни находились.

Как спутниковая навигация рассчитывает расстояние от времени?

Предположим, у вас есть мобильный телефон с GPS или спутниковая навигация.
в твоей машине.Откуда он знает точное расстояние до трех
или четыре спутника, которые он использует для вычисления вашего местоположения? Каждый спутник
постоянно излучает сигналы, которые, по сути,
записи с отметками времени о его положении в то время.
Поскольку они переносятся радиоволнами, они должны двигаться со скоростью света (300 000 км или 186 000 миль в секунду). Теоретически, если приемник улавливает сигналы через некоторое время и имеет собственные часы, он знает, сколько времени потребовалось сигналам, чтобы добраться от спутника, и как далеко они прошли (потому что расстояние = скорость × время).Это звучит как хорошее и простое решение, но оно создает еще две проблемы.

Во-первых, сколько времени требуется сигналу на прохождение? не
мы просто поменяли одну задачу на другую (время на расстояние)?
решение этой проблемы включает высокотехнологичный вариант «синхронизации
часы »: каждый спутник несет четыре сверхточных
атомные часы (два цезиевых и два рубидиевых, обычно с точностью до одной секунды за 100000 лет), а
приемники (которые имеют собственные менее точные часы) получают свои сигналы и компенсируют время, которое требуется
для их путешествия вниз из космоса.Это означает, что каждый приемник может определить, сколько времени потребовалось каждому сигналу, чтобы достичь его, и
следовательно, как далеко он проехал.

Во-вторых, хотя радиоволны действительно распространяются со скоростью
света, они делают это только в вакууме (в совершенно пустом пространстве).
Радиосигналы, идущие к нам с космических спутников, не
путешествовать через пустое пространство, но через атмосферу Земли, включая ионосферу (верхняя область Земли
атмосфера, содержащая заряженные частицы, которые помогают радиоволнам
путешествия) и тропосферы (турбулентная, незаряженная область
атмосфера, в которой бывает погода, которая простирается примерно на 50 или 30 км
миль над поверхностью Земли).Ионосфера и тропосфера искажаются
и задерживают спутниковые сигналы довольно сложными способами,
разные причины, которые мы здесь не будем вдаваться, и у GPS-приемников
для компенсации, чтобы гарантировать, что они могут делать точные измерения расстояния.

Военные и гражданские GPS отличаются?

Фото: Ракеты и дроны со спутниковым наведением используют версию GPS PPS военного уровня, которая теоретически более точна, чем гражданская GPS. Фото Николаса Мессины любезно предоставлено
ВМС США.

GPS изначально задумывался как военное изобретение, которое
дают силам США преимущество перед другими странами, но их изобретатели
вскоре понял, что система будет столь же полезна для гражданского населения.
Единственная проблема заключалась в том, что гражданские лица (или вражеские силы) могли подобрать
те же сигналы, где это оставит их военное преимущество?
По этой причине они разработали два разных «вкуса».
GPS: высокоточный военный прибор, известный как Precise
Служба позиционирования (PPS) и несколько ухудшенная гражданская версия
позвонил по номеру Standard Positioning Service (SPS) .Приемники с поддержкой PPS
изначально мог определять местонахождение объектов с точностью около 22 м (72 фута), приемники SPS
были намеренно сделаны примерно в пять раз менее точными (с точностью до
длина футбольного поля или около 100 м) с помощью настройки Selective Availability (SA).
Он был отключен по приказу президента США Билла Клинтона в мае 2000 года, что значительно улучшило его положение.
точность для гражданских пользователей, именно поэтому с тех пор GPS так быстро стал популярным.
Даже гражданские SPS-приемники теперь официально имеют точность в пределах «13 метров (95 процентов) по горизонтали и 22 метра (95 процентов) по вертикали», хотя и разные
различных ошибок (вызванных атмосферой, препятствиями, закрывающими прямую видимость спутников, отражениями сигналов,
атмосферные задержки и т. д.) могут усугубляться, иногда делая их гораздо менее точными.

Теоретически, военные и гражданские GPS могли бы быть такими же точными, как и друг друга, если бы нам не приходилось беспокоиться о их перемещении в атмосфере Земли. Согласно официальному сайту
GPS.gov: «Точность сигнала GPS в космосе фактически одинакова как для гражданской службы GPS (SPS), так и для военной службы GPS (PPS)». На практике, пока SPS-сигналы транслируются
используя только одну частоту, PPS использует две. Сравнение двух частот позволяет
GPS-приемники военного класса для точного расчета поправок на радио
задержки и искажения, вызванные передачей через атмосферу, и это по-прежнему дает военному GPS преимущество перед
гражданские системы.Со временем гражданские GPS станут все более популярными.
точным, тем более, что больше спутников (и больше разных спутников
систем), но вполне вероятно, что военные системы всегда будут
иметь преимущество по той или иной причине.

Спутниковые сигналы GPS

Спутники

Navstar постоянно транслируют два разных варианта: GPS, PPS и SPS,
на двух разных радиочастотах (несущих), известных как L1 (1575,42 МГц) и L2 (1227,6 МГц).
L1 несет гражданский сигнал кода SPS (также известный как код C / A или код грубого обнаружения), который является относительно коротким и транслируется примерно 1000 раз в секунду, и так называемое сообщение навигационных данных , которое включает дата и время, сведения об орбите спутника и другие важные данные.L2 несет военный PPS-код , также известный как P-код (точный код), который очень длинный и точный, и для его передачи требуется целая неделя. Он зашифрован, чтобы сформировать так называемый Y-код , частично для того, чтобы только авторизованные пользователи могли получить к нему доступ, а частично (потому что шифрование — это форма подписи вещей для подтверждения их подлинности), чтобы помочь предотвратить такие вещи, как «подделка» (где третьи стороны транслируют поддельные, разрушительные сигналы, якобы исходящие от спутников GPS).Приемники GPS военного уровня улавливают обе частоты и сравнивают их, чтобы скорректировать влияние ионосферы. Гражданские приемники принимают только одну частоту и вместо этого должны использовать математические модели для корректировки ионосферы.

Приложения спутниковой навигации

Большинство из нас используют спутниковую навигацию, чтобы добраться до мест, где мы
никогда раньше не было, но это относительно тривиальное приложение. однажды
вы можете определить свое точное местоположение на Земле и многое другое
интересные вещи становятся возможными.Прокатитесь вперед на несколько
десятилетиями до того момента, когда все автомобили будут иметь на борту спутниковую навигацию и могут управлять
сами автоматически. Теоретически, если машина знает, где она
всегда и может передавать эту информацию какому-то
централизованная система мониторинга, мы могли решить такие проблемы, как городские
заторы, поиск мест для парковки и даже угон авто одним махом.
Если каждая машина знает свое местоположение и знает, где находятся ближайшие машины,
движение по шоссе может стать как быстрее , так и безопаснее ; это не будет
больше полагаться на бдительность подверженных ошибкам человеческих водителей, слишком легко
смущает усталость и непогода, поэтому на машинах можно будет ездить
при гораздо более высоких плотностях.То же самое и с самолетами, где GPS
наконец-то стал неотъемлемой частью воздушного движения
контроль — постепенно уменьшая нашу историческую чрезмерную зависимость от
радар — в течение следующего десятилетия.

Фото: многие тракторы, зерноуборочные комбайны и уборочные машины теперь оснащены GPS.

И не только автомобили и самолеты выиграют от точного поиска.
точность. Для аварийных служб и поисково-спасательных служб,
навигация в отдаленные, иногда неизведанные места, в спешке,
делает всю разницу между жизнью и смертью.Фермеры были
использование GPS-систем на тракторах, комбайнах и уборочных машинах для составления карт,
сажайте, управляйте и собирайте урожай эффективно и точно.
По данным отраслевой организации под названием GPS Alliance, высокоточная спутниковая навигация
увеличили урожайность сельскохозяйственных культур в США почти на 20 миллиардов долларов с 2007 по 2010 год и
в настоящее время используется в 95 процентах случаев пыления сельскохозяйственных культур. Между тем, сельскохозяйственных животных,
домашних животных и редких диких животных отслеживать проще, чем когда-либо, с помощью
Ошейники и рюкзаки с функцией GPS. Слепые люди, традиционно руководимые
собаки-поводыря или локти друзей и семьи, наконец, могут
обрести настоящую независимость, оснащенную портативными системами GPS,
такие как Trekker Breeze, который может объявлять названия улиц или читать устную
направления от A до B.Излишне говорить, что система, задуманная
военные до сих пор находят применение в военных целях,
так называемые «умные бомбы» по своим целям с высокой точностью
для помощи войскам в перемещении по незнакомой местности. GPS как
стандартная часть современной военной техники в виде карт и компасов
были 100 лет назад.

Фото: спутник GPS IIR-12 выведен на орбиту
трехступенчатая космическая ракета Boeing Delta II, 23 июня 2004 г. Фото Карлтона Бейли любезно предоставлено ВВС США.

Rival спутниковые навигационные системы

В Соединенных Штатах GPS повсеместно используется как синоним
любой вид спутниковой навигации; в других странах такие
в Великобритании «спутниковая навигация» — более знакомый общий термин. Фактически, GPS
это только одна из нескольких глобальных систем спутниковой навигации. Советский Союз
запустила конкурирующую систему под названием ГЛОНАСС в 1982 г. (также использующая 24
спутники), и Россия продолжает его эксплуатировать. Европа была
медленно строит собственную, более точную 30-спутниковую систему, называемую
Galileo, строительство которого ожидается примерно в 2020 г., а Китай
разработка глобальной системы, известной как Компас.Предпочитаемый зонт
термин для глобальных систем спутниковой навигации — GNSS (Global Navigation
Спутниковые системы). Помимо четырех больших глобальных систем, существуют
также несколько более мелких региональных конкурентов, в том числе китайская BeiDou и
IRNSS Индии.

Хотя данный спутниковый ресивер обычно предназначен для использования
только одна из глобальных систем, нет причин, почему она
не могут использовать сигналы от двух или более одновременно. Теоретически,
объединение сигналов от GPS, ГЛОНАСС и Галилео может дать спутниковую навигацию
устройств что-то вроде 10-кратного увеличения точности, особенно в
городские районы, где высокие здания могут блокировать или искажать сигналы,
снижение точности какой-либо одной системы, используемой отдельно.Использование нескольких
Systems также обещает сделать спутниковую навигацию намного быстрее: если
больше спутников «в поле зрения», так называемое время до первого исправления
(TTFF) — начальная задержка до того, как ваша спутниковая навигация захватит спутники,
загружает необходимые данные и готов приступить к расчету вашего
положение — уменьшено. Поскольку TTFF обычно колеблется от 30
от секунд до нескольких минут, это имеет большое значение для обычного GPS
пользователей (и это одна из первых функций, которую люди сравнивают, когда
посмотрите на покупку нового приемника спутниковой навигации).

Проблемы и проблемы

Знание абсолютного положения чего угодно, когда угодно и где угодно
приносит очевидные преимущества в глобализованном мире, который полагается на быстрые,
безопасный и надежный транспорт. Но это тоже вызывает проблемы. Если
гражданских транспортных систем рассчитаны на
спутниковые системы, предоставленные США или Россией военный , не
которые делают нас слишком уязвимыми для внезапных поворотов международного
политика, особенно во время войны? Хотя американских военных нет
дольше обычно ухудшает качество сигналов GPS и объявляет
в сентябре 2007 г. будет удалена выборочная доступность
вообще из будущих версий спутников GPS, в настоящее время еще может благородно
система в любое время.Может ли будущий мир без водителя
автомобили, сверхэффективная доставка посылок и автоматизированное воздушное сообщение
управление быть ввергнутым в хаос исключительно по прихоти сверхдержав?
Европейский проект Galileo — это полностью гражданская система, которая
должен вовремя исключить возможное военное вмешательство. Но для
На данный момент это остается проблемой.

Быстро исчезающая конфиденциальность — это оборотная сторона одной медали. Если
ваша машина и ваш мобильный телефон оснащены спутниковой навигацией, и вы
всегда используя один или другой (или оба), ваши движения могут быть
отслеживается постоянно.Это вызывает очевидные проблемы с конфиденциальностью, особенно
в репрессивных государствах. Но каждая новая технология имеет свои плюсы и минусы, от двигателей внутреннего сгорания до
пистолеты-пулеметы и атомные электростанции с антибиотиками.
Прогресс предполагает компромисс между выгодами и затратами в надежде на
делать вещи лучше, чем когда-либо раньше. Спутниковая навигация есть
ничем не отличается, замена безопасной и ненадежной навигации на
эффективный и эффективный транспорт, хотя и за счет конфиденциальности
и (пока) продолжающаяся зависимость от военной инфраструктуры.

Узнать больше

На других сайтах

Статьи

• Первый построенный компанией Lockheed Martin спутник GPS III следующего поколения, отвечающий на команды: пресс-релиз Lockheed Martin, 23 декабря 2018 г. Краткий обзор спутников GPS последнего поколения.
• Почему ваш GPS-приемник не больше, чем хлебница, от Tekla S. Perry. IEEE Spectrum, 19 апреля 2018 г. Интервью с Брэдфордом В. Паркинсоном, одним из пионеров технологии GPS.
• Сверхточный GPS-навигатор, поступающий на смартфоны в 2018 году, автор Самуэль К. Мур. IEEE Spectrum, 23 октября 2017 г. Новое поколение смартфонов GPS будет иметь точность до 30 см (1 фут).
• Защита GPS от спуферов имеет решающее значение для будущего навигации Марк Л. Псиаки и Тодд Э. Хамфрис. IEEE Spectrum, 29 июля 2016 г. Трудно, но возможно, подделать сигналы GPS, что может привести к катастрофе кораблей и катеров. Какие существуют технические методы защиты от спуферов?
• Что автономные устройства GPS не могут сделать смартфоны Эрик А.Тауб. The New York Times, 15 июля 2015 г. По-прежнему есть веские причины для приобретения автономного устройства GPS, хотя теперь у смартфонов есть большие экраны, разрыв между двумя типами устройств быстро сокращается.
• Российская Глобальная Навигационная Система, ГЛОНАСС, Неудача Джеймс Оберг, IEEE Spectrum, 1 февраля 2008 г. Может ли альтернатива России когда-либо надеяться конкурировать с GPS?
• Окончание задержки рейса? Исправление GPS FAA могло сломать Sky Gridlock Барбара С. Петерсон, Popular Mechanics, 19 июля 2007 г.Введение в использование GPS в управлении воздушным движением.

Книги

• Глобальная система позиционирования: общий национальный ресурс Совета по аэронавтике и космической технике Национального исследовательского совета. National Academies Press, 1995. Технический отчет, в котором оценивается успех GPS и даются рекомендации по его будущему развитию как совместной гражданской и военной системы.

Технические ссылки

Патенты

• Патент США 5663734: GPS-приемник и метод обработки GPS-сигналов Нормана Ф.Краснер, Precision Tracking, Inc. 2 сентября 1997 г. Подробное техническое описание того, как работает типичный приемник GPS.
• Патент США № 5841396: GPS-приемник, использующий канал связи, разработан Норманом Ф. Краснером, Snaptrack, Inc. Другой патент Краснера, касающийся вспомогательной GPS.
• Патент США № 5841396: Определение местоположения мобильной станции с использованием множества беспроводных сетей и приложений для них, Чарльз Л. Карр, Tracbeam LLC. 4 октября 2005 г. Другой патент, описывающий «GPS с поддержкой», который объединяет GPS и беспроводные сети.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты.

Статьи с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным наказаниям.

Авторские права на текст © Крис Вудфорд 2007, 2019. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Следуйте за нами

Поделиться страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать об этом друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис.(2007/2019) Спутниковая навигация. Получено с https://www.explainthatstuff.com/howgpsworks.html. [Доступ (Введите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

,