Основное назначение GPS-трекера – определение координат. Но бывает, что маячок слежения не справляется с этой функцией. Отчего возникают такие проблемы и как их решить?
Принцип определения координат с помощью трекера
При первом запуске, его еще называют «холодный старт», трекеру требуется до 15 минут, чтобы установить связь со спутниками, определить координаты и загрузить данные о местоположении всех спутников, чтобы в дальнейшем этот процесс происходил быстрее. Наши устройства имеют встроенную функцию AGPS которая позволяет определить координаты значительно быстрее, за несколько секунд. Обычно маячок с помощью GPS-антенны получает координаты от спутников каждую секунду. Если же объект, на котором установлен трекер, попадает в зону, где сигнал со спутника не принимается, экранируется, устройство может переключиться на ориентацию по GSM-сети, то есть вышкам сотовой связи. Точность определения координат при этом на порядок ниже.
Получая координаты от спутников или вышек, маячок слежения затем передает их на мобильное устройство через сервис сотовой связи или на подключенный к интернету компьютер через сервер. Так осуществляется . Проблема может возникнуть не только на этапе получения данных о местоположении, но и на этапе передачи этой информации, если отсутствует покрытие или подключение к интернету.
Возможные проблемы и их решение
Людям, следящим за показателями маячка слежения, приходится периодически сталкиваться с такими проблемами:
- не удается определить координаты по спутникам, устройство передает нулевые координаты;
- не удается определить координаты по вышкам;
- полученные координаты не передаются;
- погрешность превышает допустимую.
Вместо ожидаемых координат устройство может присылать сообщение без координат. Некоторые модели начинают определять и передавать координаты только после того, как получат команду приступить к работе. Убедитесь, что вы дали такую команду и что в настройках разрешено определение спутниковых координат и включена функция AGPS, ускоряющая определение координат.
Маячок может определять координаты, которые несколько сдвинуты относительно реальных, если сигнал экранируется (например, при нахождении рядом с высотными зданиями). В этом случае можно повторить попытку под открытым небом. Еще одна возможная причина проблемы – неправильная ориентация устройства: трекер должен быть направлен винтами вверх, а если это невозможно, то перед устройством не должно быть никаких металлических препятствий на расстоянии менее 40 см.
Если не определяются координаты по базовым станциям (вышкам), в первую очередь тоже нужно проверить, разрешено ли это настройками трекера. Затем проверьте настройки доступа к интернету, их соответствие настройкам оператора мобильной связи, наличие покрытия, особенности тарифного плана. При наличии соединения прибор может не получать сигнал от ближайших вышек, поскольку они были введены в действие недавно и еще не успели проиндексироваться. Такая же проблема возникает при переименовании вышек оператором: трекер их не распознает. Это часто происходит тогда, когда оператор вводит новые вышки в эксплуатацию.
Неточное отображение координат
Точность определения координат зависит от многих факторов: модели трекера, способа определения местоположения (по GPS- или GSM-сигналу), местности, где осуществляется мониторинг. Для спутникового сигнала (GPS+ГЛОНАСС) погрешность составляет 5–15 м, для сигнала от базовых станций (GSM) она увеличивается до 150‒500 м, а в сельской местности, где вышки удалены друг от друга на значительные расстояния погрешность может доходить до 5км. Возможны такие причины низкой точности:
- не разрешено определение координат от спутника (нужно проверить настройки);
- сигнал от спутника не проходит, и прибор получает сигнал от вышек. Это бывает при неправильной ориентации трекера, использовании его внутри помещения, в окружении высотных домов, в гуще деревьев или в горной местности;
- трекер принимает сигнал от недостаточного количества спутников.
Обычно их количество намеренно ограничивают в настройках для экономии ресурса батареи: чем с большим числом спутников взаимодействует трекер, тем быстрее она разряжается (поиск новых спутников требует времени). Если такие настройки негативно сказываются на точности определения координат, следует увеличить минимальное число спутников, от которых принимается сигнал.
Имеет значение не только количество спутников в пределах видимости трекера, но и их расположение. Если все они сосредоточены с одной стороны от маячка, точность будет ниже, а если спутники равномерно окружают трекер со всех сторон, точность определения местоположения значительно повышается.
В большинстве случаев проблемы с определением координат не являются признаком неисправности маячка слежения. Они кроются либо в неправильных настройках и легко решаются путем их изменения, либо в объективных причинах, носящих временный, ситуативный характер (экранирование сигнала, отсутствие покрытия).
Информация на многих сервисах Яндекса зависит от местоположения пользователя. Например, на главной странице Яндекса показывается местный прогноз погоды, афиша и пробки в вашем городе. Местоположение также учитывается и в поисковой выдаче: если вы ищете тренажерный зал, Яндекс покажет вам ближайшие спортивные клубы.
Если вы запретили определять свое местоположение, в результатах поиска появится ссылка Результаты поблизости . Вы можете нажать ее, чтобы разрешить доступ к вашему местоположению и получить более точные результаты по своему запросу.
Изменить параметры доступа к местоположению можно с помощью инструкции Доступ к местоположению .
- Как установить город вручную
- Как сбросить настройки города
- Как запретить определять местоположение
Как Яндекс определяет мой город
Яндекс может определять местоположение вашего устройства несколькими способами:
- По IP-адресу
По умолчанию город, в котором находится подключенное к интернету устройство, определяется через IP-адрес этого устройства.
Возможны ситуации, когда один и тот же IP-адрес используется в разных городах. Тогда местоположение, установленное правильно для одного пользователя, для другого пользователя будет определено некорректно.
- С помощью технологии LBS
Технология LBS (Location-based service ) позволяет определить более точное местоположение устройства:
- По точкам доступа Wi-Fi. Включенный адаптер Wi-Fi устройства периодически проверяет мощность сигнала ближайших сетей. Примерное местоположение устройства можно определить, если среди сетей Wi-Fi есть хотя бы одна, о местоположении которой известно Яндексу. Например, это может быть точка доступа Wi-Fi в ближайшем кафе.
- По ячейке сотовой сети. Местоположение мобильного устройства определяется с помощью идентификатора ячейки сотовой сети (Cell ID ), в радиусе которой находится данное устройство.
Полученные координаты сопоставляются с нашей базой данных о местоположении точек доступа Wi-Fi и ячеек сотовой связи.
Примечание. Сформировать базу данных помогли пользователи Яндекс.Карт. С помощью встроенной технологии Яндекс.Локатор мобильное приложение Яндекс.Карт с согласия пользователя постоянно передает GPS-координаты устройства и определяет, какой базовой станцией обслуживается телефон в этих координатах, какие видны сети Wi-Fi.
Некоторые сайты могут использовать сведения о вашем местоположении, чтобы показывать актуальную для вас информацию, например погоду, пробки или карту. Если вы сообщите свое местоположение сайту, который специализируется на обзорах кафе и ресторанов, он сможет предлагать вам отзывы о находящихся поблизости заведениях.
Внимание. Яндекс.Браузер никогда не передает сведения о местоположении без вашего разрешения. Данные о местоположении устройства обезличены: передаются только географические координаты и не передается информация, позволяющая идентифицировать пользователя.
- Установить город вручную
- Местоположение определяется некорректно
Разрешить сайту определять местоположение
Если сайт запрашивает информацию о том, где вы находитесь, в верхней части страницы вы увидите предупреждение об этом. Сведения будут переданы сайту, только если вы нажмете кнопку Разрешить .
Если вы разрешили предоставлять сведения о своем местоположении сайту или его компоненту, например карте, в адресной строке в качестве напоминания отображается значок . Нажмите его, чтобы узнать подробную информацию или запретить доступ к сведениям о местоположении.
Список сайтов, которым разрешено следить за местоположением
Чтобы просмотреть список сайтов, которым разрешено следить за вашим местоположением:
На вкладке Разрешен отображается список сайтов, которым разрешено следить за вашим местоположением. Чтобы удалить сайт из списка, наведите на него указатель мыши и нажмите ссылку Удалить . После этого сайт не будет определять ваше местоположение.
Запретить всем сайтам определять местоположение
Чтобы запретить всем сайтам определять ваше местоположение, выполните следующие действия:
Установить город вручную
Местоположение в режиме Инкогнито
- Пришлите ссылку на страницу, где вы видите неправильно указанный город.
- Укажите город, который определяется после нажатия кнопки Найти меня , а также ваше реальное местоположение.
Сейчас всё больше мобильных приложений становятся геозависимыми. Одни просто не имеют смысла без знаний о местоположении пользователя, другие становятся с ним удобнее. Это так называемые Location Based Services (LBS): навигаторы, форскверы, инстаграмы с геотегами фотографий и даже приложения-напоминалки, которые срабатывают около конкретного места, например, рядом с офисом или магазином.
Для сервисов и приложений Яндекса мы создали собственную реализацию метода определения местоположения без GPS - Яндекс.Локатор . Он экономит время пользователя и делает наши приложения чуточку умнее. В Навигаторе и Картах она избавляет от ввода начальной точки маршрута, даже если вы на крытой парковке. А при выборе фильма в Киноафише или товара в мобильном Маркете помогает сразу показать, где их найти именно в вашем районе города. Ну и, разумеется, при поиске кафе и банкоматов - позволяет показывать вам сразу ближайшие, даже когда вы в метро.
Технологию мы давно открыли в виде бесплатного API. Сегодня хотим рассказать, как она устроена.
Почему без GPS и как иначе
Спутниковые системы навигации (GNSS), в нашем случае это GPS и ГЛОНАСС, - самый точный на сегодняшний день метод геоопределения. Соответствующие модули есть практически во всех современных смартфонах. Но не всегда и не везде он может решить задачи LBS.Во-первых, поиск спутников иногда занимает несколько минут, а бывают ситуации, в которых скорость определения важна даже с потерей точности. Например, когда нужно построить предварительный маршрут в навигаторе или зачекиниться . Во-вторых, спутники обычно не «видны» в помещениях или под землёй. В-третьих, GPS-модули есть не в каждом мобильном телефоне или планшете, и их почти нет в ноутбуках. То есть для LBS нужны альтернативы.
И альтернативы, конечно, есть - определять местоположение можно по ближайшим GSM-вышкам, сетям Wi-Fi и даже по IP-адресу. Точность определения у каждого из этих способов гораздо хуже, чем у GPS. Но если их скомбинировать, они вместе дадут приемлемое качество. При этом какие-то недостатки одного нейтрализуются возможностями другого. GSM-вышки есть практически везде, а Wi-Fi сети - нет. При этом по Wi-Fi точность определения лучше. Поэтому комбинированный способ по полноте и точности лучше, чем каждый в отдельности. Менее известен факт, что у двух роутеров в разных частях города может оказаться одинаковый MAC-адрес. Совмещение GSM и Wi-Fi решает такие коллизии. У этих роутеров, скорее всего, рядом будут находиться вышки с разными идентификаторами - ведь вероятность совпадения в пределах квартала гораздо меньше, чем в масштабах всего города.
В мире есть несколько реализаций такого комбинированного способа геоопределения. И кажется, первый вопрос, с которым сталкивались все разработчики, - где же взять информацию о местоположении сетей Wi-Fi и сотовых вышек?
База местоположений сетей
В дилемме «купить или создать» мы в конечном счёте предпочли второе. Основная причина - что с собственными данными и алгоритмами гораздо легче контролировать качество результата. В сборе информации нам помогли пользователи мобильных Яндекс.Карт.Когда мы начинали разрабатывать Локатор, на улицах городов были уже сотни тысяч людей с включёнными в телефонах Яндекс.Картами. С согласия пользователя приложение постоянно передаёт его GPS-координаты - на основе этой информации строятся Яндекс.Пробки. Мы подумали, что вместе с этим приложение может отмечать, какой базовой станцией обслуживается телефон в этих координатах, какие видны сети Wi-Fi (при этом, конечно, к самим сетям не подключаясь - чтобы не создавать privacy-рисков).
Человеку для участия в таком краудсорсинге ничего специально делать не нужно - просто пользоваться приложением. Как и о координатах, данные об окружающих Wi-Fi сетях и станциях GSM обезличены. Они практически ничего не «весят», и батарейка от их передачи, соответственно, быстрее не садится.
Таким образом, пользователи стали помогать друг другу:
Одни, с GPS-приёмником в телефоне, узнают точное расположение сетей и передают информацию в Яндекс. Другие, у которых GPS-модулей нет, присылают список сетей, которые видят в данный момент, и получают в ответ своё примерное местоположение на карте.
База собрана и регулярно обновляется. И тут мы сталкиваемся со следующей проблемой.
«Переезд» сетей
Опыт показывает, что идентификаторы сотовых вышек постоянно меняются - номер, который вчера был в центре города, завтра может оказаться на окраине. Переезжать могут и Wi-Fi-роутеры - вместе со своими владельцами. И получается, что с каждым переездом нужно инвалидировать заметную часть данных.Вот как нам удалось решить одновременно проблемы с переездом и вышек, и роутеров. От пользователя поступает запрос на определение местоположения вместе с данными о том, какие сети он видит. Если в списке сетей есть та, что была замечена в разных частях города, алгоритм учитывает, сколько сигналов от неё накоплено в каждом районе и возраст последнего. Каждое плотное скопление сигналов от Wi-Fi сети или сотовой вышки мы называем «облаком». Чем больше сигналов в облаке и чем они свежее, тем больше оно заслуживает доверия. Ответом будет, соответственно, самое большое и свежее. А облако, в котором нет сигналов больше месяца, мы считаем устаревшим - даже если для этой сети не появилось более свежего облака в другом районе.
Радиус облака
Поскольку положение определяется примерно, нельзя показать точку - нужно нарисовать круг (ведь радиосигнал в отсутствие помех распределяется во все стороны равномерно). Хотя, если посмотреть на фактическую картину сигналов, чаще всего это эллипс. Ведь больше всего пользуются мобильными Картами автомобилисты. Их GPS-следы остаются на дорогах, а из дворов и, тем более, из зданий сигналов практически не поступает.
Чтобы ответ был предельно точным, радиус круга должен быть минимальным. Если просто обвести окружность вокруг всех точек сигналов конкретной сети, радиус получится слишком большим. Уменьшить его помогла мат. статистика. Плотность сигналов подвержена нормальному распределению, то есть применимо правило трёх сигм . В окрестность такого радиуса попадает 99,7% точек.
Мы решили пойти дальше и экспериментально подобрали сигме такой коэффициент, который максимально уменьшил радиус, но сохранил приемлемую точность. Удалось это, потому что в большинстве случаев пользователь видит несколько сетей. То есть «открытые» уменьшением коэффициента области, скорее всего, перекрываются другими облаками.
Необлачные сигналы
К сожалению, не все GPS-сигналы от пользователей просто скомпоновать в облака. Оказалось, что, если наложить на карту все сигналы отдельно взятой сети, помимо «эллипсов» на ней окажутся точки и линии. Это, соответственно, одиночные сигналы, сильно удалённые от скопления сигналов той же сети, и очень длинные GPS-треки (т.е. цепочки GPS-сигналов).
«Одиночки» появляются, например, когда человек передвигается на метро. Телефон теряет связь с сотой на одной станции, а при выходе на другой всё ещё считает, что обслуживается той сотой. Такие сигналы Локатор отфильтровывает. Кроме того, мы установили минимальный порог для облаков, чтобы не полагаться на слишком малочисленные скопления сигналов.
Длинные GPS-треки появляются, например, когда человек едет на машине через весь город. Телефон «тащит» за собой идентификатор вышки с начала маршрута и передаёт, что якобы видит её на всём пути. Известно, что у базовых станций ограниченный радиус действия, так что такие GPS-треки Локатор тоже отфильтровывает. Треки, длина которых укладывается в радиус действия вышки, остаются. Как правило, они заметны в районах, где мало данных. Там они становятся цепочкой небольших облаков.
Сигналы-одиночки, маленькие облака и длинные треки мы считаем «шумом». Когда пользователь видит одну единственную сеть, для которой нам известны только такие сигналы, он получает ответ, что местоположение определить не удалось. Мы считаем это более правильным, чем давать заведомо неверный, по нашим оценкам, результат.
Когда данных было накоплено мало, была ещё одна трудность с объединением всех сигналов в одно облако. Случалось что сигналы от вышки из одного города приходили также из другого. Помогло нам наличие в идентификаторах GSM-сетей кода зоны местоположения - LAC (Location Area Code). Поскольку вышки с одинаковым кодом должны по стандарту находиться рядом, облакам, которые оказались «не в своём городе» (т.е. среди облаков с другим LAC), Локатор стал придавать заниженный вес.
Улучшение точности определения…
…по GSM-сетям
Когда-то приложениям была доступна информация лишь об одной базовой станции, хоть телефон видит чаще всего несколько. После появления платформы Android приложения смогли научиться видеть их все (кроме подключения в стандарте 3G, который позволяет узнать только одну сотовую вышку). Местоположение стало определяться точнее - уже не по одному облаку, а по совокупности нескольких. Оказалось, что для множества облаков можно использовать тот же подход, что и для одного. Радиус считается по среднеквадратичному отклонению сигналов, входящих в совокупность облаков, а центр вычисляется по среднему их координат.…по Wi-Fi-сетям
Когда смартфон находится в радиусе действия нескольких Wi-Fi-сетей, он может сообщить не только их список, но и мощность сигнала каждой. Знание об этой мощности мы и использовали для уточнения центра окружности, в которой находится пользователь. К центрам наблюдаемых облаков мы начали подвешивать воображаемые пружинки - тем туже, чем сильнее сигнал. А их свободные концы - соединять. Точка, в которой эти пружинки уравновешиваются, и есть уточнённый центр.
Получившееся качество
Сначала несколько слов о том, как мы оцениваем качество нашего решения. Как уже говорилось, от пользователей, у которых есть в устройствах GPS-модуль, Локатор получает и координаты, и список сетей, которые видят устройства. Для оценки качества он сначала определяет примерное местоположение, ориентируясь только на эти сети. А затем проверяет, попали ли истинные координаты от пользователя в предположенную Локатором окружность.
Используя эту методику, мы получили следующие цифры:
- для 83% запросов в сутки местоположение определено правильно - GPS-координаты устройства попали в область, названную Локатором
- 14% сигналов - с ошибкой:
- 7% - ошибка меньше 100 метров
- 5,6% - от 100 метров до нескольких километров
- 1,4% - Локатор ошибается городом
- оставшиеся 3% запросов получают ответ «Местоположение не найдено»
Можно ли добиться лучшего качества? Да. Преимущество метода в том, что при определённой зрелости алгоритмов достаточно лишь собирать больше данных, чтобы определять местоположение точнее. А это достаточно легко, потому что растёт и количество Wi-Fi сетей, и количество пользователей наших приложений.
Но есть технологические пределы:
- если телефон сообщает только об одной GSM-вышке - минимальный радиус составит несколько сотен метров в городе, и несколько километров за городом
- если телефон видит несколько вышек - центр можно определить точнее, но радиус уменьшить вряд ли получится
- если видна Wi-Fi сеть - минимальный радиус будет 10 метров
Объёмы вычислений
Чтобы быстро отвечать пользователю, нужно заранее подготовить весь ответ или, хотя бы, существенную часть. Каждую ночь кластер на базе нашей системы распределённых вычислений YAMR агрегирует сигналы, полученные вплоть до вчерашнего дня, получая готовые для ответа «облака». В момент запроса Локатору остаётся только правильным образом их скомбинировать. Так терабайты «сырых сигналов» сжались до 1.5-2 ГБ готовых ответов, которые запросто помещаются в память. И подготовка ответа почти всегда укладывается в 1 мс, а каждый сервер в кластере выдерживает 10 тыс. RPS.А чтобы продолжительность ежесуточного расчёта не росла линейно с ростом истории GPS-сигналов, мы добились «аддитивности» облаков. Теперь достаточно хранить лишь несколько показателей на каждое облако, и не нужно каждые сутки заново обрабатывать всю старую историю.
Готовить более полный ответ оказывается неэффективно. Если кластеризовать каждую комбинацию сетей в отдельное облако, получается комбинаторный взрыв. Объём готовых ответов растёт на несколько порядков, а при частичном совпадении сетей на подготовку ответа нужно даже больше расчётов.
Аналоги
Сервисы определения местоположения без GPS, как мы уже говорили, есть не только у Яндекса. Разработчики могут обратиться к коммерческому поставщику (как, например, Altergeo в России и Skyhook Wireless в мире), либо использовать API мобильной платформы или браузера.Вообще собрать такую базу можно тремя способами:
- объехать интересующие города на автомобилях, сканируя сети, а потом периодически объезжать заново, чтобы обновлять базу
- создать массовое мобильное приложение (например, Яндекс.Карты)
- создать мобильную платформу (например, iOS или Android)
На различных сайтах и форумах часто встречаются вопросы, почему навигатор не определяет местоположение? Причин этой неисправности может быть немало.
Если вы включили навигатор после внушительного перемещения (около 1000 километров), то ему необходимо много времени для того, чтобы повторно обнаружить спутники. Если пребывать в неподвижном состоянии, этот время может еще больше увеличиться. Для того чтобы навигатор показал местоположение ему необходимо «видеть» небо. Для более точного позиционирования приемнику необходимо ловить 4-5 спутников, в общем, чем большее количество спутников, тем прибор будет точнее показывать местоположение.
Зачастую, причиной того, что навигатор не определяет местоположение, может быть слишком плотная застройка, густые деревья, или, к примеру, крыша автомобиля. Другое дело, что сигнал может быть слишком слабым и недостаточным для того, чтобы обнаружить расположение того объекта, где установлен прибор.
Если навигатор не определяет местоположение, значок сигнала зачеркнут, а, если сигнал слишком слабый, то цвет индикатора сигнала становиться красным.
Зачастую, устройство не определяет местоположение после перепрошивки. Приемник может начинать подключение к спутникам, которые не видны у нас, и поэтому прибор не может автоматически показать местонахождение. Для загрузки правильного альманаха необходимо осуществить установку координат. Есть два режима, как это можно сделать: автоматический и ручной. Автоматический режим требует больше времени.
В ручном режиме самостоятельно выбирается страна и город нахождения и приемник вскоре сам находит правильные спутники. Почему устройства не ловят спутники после процедуры обновления ПО с официального сайта? Часто причина кроется в открытии неправильного COM-порта или же в неисправности GPS-антенны. Правильный порт может быть открыт лишь правильной прошивкой, а если загрузить в GPS-навигатор неправильную версию прошивки, то он станет давать сбои в работе иле не будет работать вовсе.
Причиной того, что навигатор не показывает местоположение, тоже может являться сбой альманаха. Это может произойти, если прибор хранится без питания, но после перезагрузки альманаха приемник будет работать стабильно. Если это не поможет, то еще можно сделать полный сброс настроек.
Также вполне возможно, что вышел из строя усилитель мощности (в таком случае необходима его замена) или же произошло механическое повреждение прибора (удары, влага), в таком случае необходимо провести диагностику. Но, если, в итоге, в меню определения числа спутников ни один из них не появился, то, скорее всего, проблема с навигатором достаточно серьезная и надо обращаться в сервисный центр, который, как правило, проведет бесплатную диагностику.
