GPS je satelitski navigacijski sustav koji mjeri udaljenost, vrijeme i određuje lokaciju. Omogućuje određivanje položaja i brzine objekata bilo gdje na Zemlji (ne uključujući polarne regije), u gotovo svim vremenskim uvjetima, kao iu svemiru u blizini planeta. Sustav je razvilo, implementiralo i njime upravlja Ministarstvo obrane SAD-a.

Kratke karakteristike GPS-a

Satelitski navigacijski sustav američkog Ministarstva obrane je GPS, koji se naziva i NAVSTAR. Sustav se sastoji od 24 navigacijski umjetni sateliti Zemlje (NES), zemaljski komandno-mjerni kompleks i potrošačka oprema. To je globalni navigacijski sustav za sve vremenske prilike koji omogućuje određivanje koordinata objekata s visokom točnošću u trodimenzionalnom svemiru blizu Zemlje. GPS sateliti postavljeni u šest srednje visokih orbita (visina 20183 km) i imaju orbitalni period od 12 sati, nalaze se u intervalima od 60° i nagnuti su prema ekvatoru pod kutom od 55°. U svakoj orbiti nalaze se 4 satelita. 18 satelita je minimalni broj koji osigurava vidljivost najmanje 4 satelita na svakoj točki na Zemlji.

Osnovni princip korištenja sustava je određivanje lokacije mjerenjem udaljenosti do objekta od točaka s poznatim koordinatama – satelita. Udaljenost se izračunava na temelju vremena kašnjenja širenja signala od slanja satelita do primanja antenom GPS prijamnika. Odnosno, za određivanje trodimenzionalnih koordinata GPS prijamnik mora znati udaljenost do tri satelita i vrijeme GPS sustava. Dakle, signali s najmanje četiri satelita koriste se za određivanje koordinata i nadmorske visine prijamnika.

Sustav je dizajniran za pružanje navigacije za zračne i morskih brodova i vrijeme s visokom preciznošću. Može se koristiti u dvodimenzionalnom navigacijskom načinu rada - 2D određivanje navigacijskih parametara objekata na Zemljinoj površini) i u trodimenzionalnom načinu rada - 3D (mjerenje navigacijskih parametara objekata iznad Zemljine površine). Za pronalaženje trodimenzionalne pozicije objekta potrebno je izmjeriti navigacijske parametre od najmanje 4 NIS, a za dvodimenzionalnu navigaciju - najmanje 3 NIS. GPS koristi metodu pseudo-daljinomjera za određivanje položaja i metodu pseudo-radijalne brzine za određivanje brzine objekta.

Za poboljšanje točnosti rezultati određivanja se izravnavaju pomoću Kalmanovog filtra. GPS sateliti odašilju navigacijske signale na dvije frekvencije: F1 = 1575,42 i F2 = 1227,60 MHz. Način zračenja: kontinuirano s modulacijom pseudošuma. Navigacijski signali su javni C/A kod (kurs i akvizicija), koji se emitira samo na F1 frekvenciji, i zaštićeni P kod (precizni kod), koji se emitira na F1, F2 frekvencijama.

U GPS-u svaki NIS ima svoj jedinstveni C/A kod i jedinstveni P kod. Ova vrsta odvajanja satelitskog signala naziva se odvajanje koda. Omogućuje ugrađenoj opremi da prepozna koji satelit pripada signalu kada svi odašilju na istoj frekvenciji. GPS pruža dvije razine korisničke usluge: precizna određivanja (PPS usluga preciznog pozicioniranja) i standardni podaci (SPS standardna usluga pozicioniranja) PPS je na temelju preciznog koda, a SPS - javno dostupan. PPS razina usluge pruža se američkoj vojsci i saveznim službama, a SPS se dodatno pruža masovnim civilnim korisnicima navigacijski signali, satelit redovito odašilje poruke koje sadrže informacije o stanju satelita, njegovim efemeridama, sustavnom vremenu, prognozi kašnjenja u ionosferi i pokazateljima performansi. Ugrađena GPS oprema sastoji se od antene i indikatora prijemnika. PI uključuje prijemnik, računalo, memorijske jedinice, uređaje za upravljanje i prikaz. Memorijski blokovi pohranjuju potrebne podatke, programe za rješavanje problema i upravljanje radom indikatora prijemnika. Ovisno o namjeni, koriste se dvije vrste opreme na brodu: posebna i za široku potrošnju. Posebna oprema namijenjena je za određivanje kinematičkih parametara projektila, vojnih zrakoplova, brodova i specijalnih plovila. Prilikom pronalaženja parametara objekta koristi P i C/A kodove. Ova oprema omogućuje gotovo kontinuirana određivanja sa točnost: mjesto objekta— 5+7 m, brzina — 0,05+0,15 m/s, vrijeme — 5+15 ns

Glavna primjena navigacije satelitski sustav GPS:

• Geodezija: korištenjem GPS-a utvrđuju se točne koordinate točaka i granica zemljišnih čestica
• Kartografija: GPS se koristi u civilnoj i vojnoj kartografiji
• Navigacija: GPS se koristi i za pomorsku i za cestovnu navigaciju
• Satelitski nadzor prometa: pomoću GPS-a prati se pozicija i brzina vozila te kontrolira njihovo kretanje
• Mobitel: Prvi mobilni telefoni s GPS-om pojavili su se 90-ih. U nekim zemljama, poput SAD-a, ovo se koristi za brzo određivanje lokacije osobe koja zove 911.
• Tektonika, Tektonika ploča: korištenje GPS-a za promatranje kretanja i vibracija ploča
• Aktivna rekreacija: postoje razne igre koje koriste GPS, na primjer, Geocaching itd.
• Geografsko označavanje: informacije, poput fotografija, "povezane" su s koordinatama zahvaljujući ugrađenim ili vanjskim GPS prijemnicima.

Određivanje potrošačkih koordinata

Pozicioniranje prema udaljenostima do satelita

Koordinate lokacije izračunavaju se na temelju izmjerenih udaljenosti do satelita. Za određivanje lokacije potrebna su četiri mjerenja. Tri dimenzije su dovoljne ako nevjerojatna rješenja možete isključiti nekom drugom pristupačne načine. Iz tehničkih razloga potrebno je još jedno mjerenje.

Mjerenje udaljenosti do satelita

Udaljenost do satelita određuje se mjerenjem vremena koje je potrebno radio signalu da putuje od satelita do nas. I satelit i prijemnik generiraju isti pseudo-nasumični kod striktno istovremeno na zajedničkoj vremenskoj skali. Odredimo koliko je vremena trebalo signalu sa satelita da dođe do nas uspoređujući kašnjenje njegovog pseudoslučajnog koda u odnosu na kod prijemnika.

Osiguravanje savršenog vremena

Točno mjerenje vremena ključno je za mjerenje udaljenosti do satelita. Sateliti su točni u vremenu jer imaju atomske satove. Sat prijemnika možda nije savršen, budući da se njegov pomak može eliminirati pomoću trigonometrijskih izračuna. Da biste dobili ovu priliku, potrebno je izmjeriti udaljenost do četvrtog satelita. Potreba za četiri mjerenja određena je dizajnom prijemnika.

Određivanje položaja satelita u svemiru.

Da bismo izračunali naše koordinate, moramo znati i udaljenosti do satelita i lokaciju svakog od njih u svemiru. GPS sateliti putuju tako visoko da su njihove orbite vrlo stabilne i mogu se predvidjeti s velikom točnošću. Stanice za praćenje konstantno mjere male promjene u orbitama, a podaci o tim promjenama prenose se sa satelita.

Kašnjenja ionosferskog i atmosferskog signala.

Postoje dvije metode koje se mogu koristiti kako bi se pogreška svela na minimum. Prvo, možemo predvidjeti koja bi bila tipična promjena brzine u tipičnom danu, pod prosječnim ionosferskim uvjetima, a zatim primijeniti korekciju na sva naša mjerenja. Ali, nažalost, nije svaki dan običan. Druga metoda je usporedba brzina širenja dvaju signala koji imaju različite nosive frekvencije. Ako usporedimo vrijeme propagacije dviju komponenti GPS signala različitih frekvencija, možemo saznati do kakvog je usporavanja došlo. Ova metoda korekcije je prilično složena i koristi se samo u najnaprednijim, takozvanim “dvofrekventnim” GPS prijamnicima.

Višestazni.

Druga vrsta pogreške su "multipath" pogreške. Do njih dolazi kada se signali odaslani sa satelita više puta reflektiraju od okolnih objekata i površina prije nego što dođu do prijemnika.

Geometrijski faktor koji smanjuje točnost.

Dobri prijamnici opremljeni su računalnim postupcima koji analiziraju relativne položaje svih vidljivih satelita i od njih odabiru četiri kandidata, tj. najbolje pozicionirana četiri satelita.

Rezultirajuća GPS točnost.

Rezultirajuća GPS pogreška određena je zbrojem pogrešaka iz razni izvori. Doprinos svakog varira ovisno o atmosferskim uvjetima i kvaliteti opreme. Osim toga, Ministarstvo obrane SAD-a može namjerno smanjiti točnost kao rezultat instaliranja takozvanog S/A načina (Selective Availability) na GPS satelitima. Ovaj način je osmišljen kako bi spriječio potencijalnog neprijatelja da dobije taktičku prednost u GPS pozicioniranju. Kada i ako je ovaj način rada postavljen, on stvara najznačajniju komponentu ukupne GPS pogreške.

Zaključak:

Točnost mjerenja korištenje GPS-a ovisi o dizajnu i klasi prijamnika, broju i položaju satelita (u stvarnom vremenu), stanju ionosfere i Zemljine atmosfere (jaki oblaci, itd.), prisutnosti smetnji i drugim čimbenicima. “Kućanski” GPS uređaji, za “civilne” korisnike, imaju pogrešku mjerenja u rasponu od ±3-5m do ±50m i više (u prosjeku, stvarna točnost, uz minimalne smetnje, ako su novi modeli, je ±5-15 metara u planu). Najveća moguća točnost doseže +/- 2-3 metra horizontalno. Visina – od ±10-50m do ±100-150m. Visinomjer će biti točniji ako kalibrirate digitalni barometar prema najbližoj točki s poznatom točnom nadmorskom visinom (na primjer iz običnog atlasa) na ravnom terenu ili prema poznatom atmosferskom tlaku (ako se ne mijenja prebrzo kad vrijeme promjene). Visokoprecizni mjerači "geodetske klase" - točniji za dva do tri reda veličine (do centimetra, u planu i visini). Stvarnu točnost mjerenja određuju različiti čimbenici, na primjer, udaljenost od najbliže bazne (ispravne) stanice u području usluge sustava, višestrukost (broj ponovljenih mjerenja / akumulacija u točki), odgovarajuća kontrola kvalitete rada, razina obuku i praktično iskustvo stručnjaka. Takvu opremu visoke preciznosti mogu koristiti samo specijalizirane organizacije, posebne usluge i vojske.

Za poboljšanje točnosti navigacije Preporučljivo je koristiti GPS prijamnik - na otvorenom prostoru (u blizini nema zgrada i drveća) s prilično ravnim terenom, te spojiti dodatni vanjska antena. Marketinški se takvim uređajima pripisuje “dvostruka pouzdanost i točnost” (odnosi se na istovremeno korištena dva satelitska sustava, Glonass i Gypies), no stvarno stvarno poboljšanje parametara (povećana točnost određivanja koordinata) može iznositi samo do nekoliko desetaka posto. Moguće je samo osjetno smanjenje vremena pokretanja vruće-toplo i trajanja mjerenja

Kvaliteta GPS mjerenja se pogoršava ako se sateliti nalaze na nebu u gustom snopu ili na jednoj liniji i "daleko" - blizu horizonta (sve se to naziva "loša geometrija") i postoje smetnje signala (visoke zgrade blokiranje signala, drveće, strme planine u blizini, reflektiranje signala ). Na dnevnoj strani Zemlje (osvijetljeno, u ovaj trenutak, Sunce) - nakon prolaska kroz ionosfersku plazmu, radio signali su oslabljeni i izobličeni za red veličine jače nego noću. Tijekom geomagnetske oluje, nakon snažnih sunčevih baklji, mogući su prekidi i dugi prekidi u radu satelitske navigacijske opreme.

Stvarna točnost GPS-a ovisi o vrsti GPS prijamnika i značajkama prikupljanja i obrade podataka. Što je više kanala (mora biti najmanje 8) u navigatoru, točnije i brže se određuju točni parametri. Primanjem „pomoćnih podataka A-GPS poslužitelja lokacije“ putem interneta (putem paketnog prijenosa podataka, u telefonima i pametnim telefonima) povećava se brzina određivanja koordinata i lokacije na karti

WAAS (Wide Area Augmentation System, na američkom kontinentu) i EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Services, u Europi) - diferencijalni podsustavi koji odašilju putem geostacionara (na visinama od 36 tisuća km u nižim geografskim širinama do 40 tisuća kilometara iznad srednjih i visokih geografskih širina) sateliti ispravljaju podatke GPS prijamnicima (uvode se ispravci). Oni mogu poboljšati kvalitetu pozicioniranja rovera (terenskog, mobilnog prijamnika) ako se u blizini nalaze i rade zemaljske bazne stanice za korekciju (stacionarni referentni prijemnici signala koji već imaju koordinatne reference visoke preciznosti). U tom slučaju terenski i bazni prijemnik moraju istovremeno pratiti istoimene satelite.

Za povećanje brzine mjerenja Preporuča se korištenje višekanalnog (8-kanalnog ili više) prijemnika s vanjskom antenom. Najmanje tri GPS satelita moraju biti vidljiva. Što ih je više, rezultat je bolji. Potrebna je i dobra vidljivost neba (otvoreni horizont). Brzi, "vrući" (traje u prvim sekundama) ili "topli start" (pola minute ili minuta, u vremenu) prijamnog uređaja je moguć ako sadrži ažuran, svjež almanah. U slučaju kada se navigator nije koristio duže vrijeme, prijemnik je prisiljen primiti cijeli almanah i, kada je uključen, proizvest će hladni start(ako uređaj podržava AGPS, onda brže - do nekoliko sekundi). Za određivanje samo horizontalnih koordinata (geografska širina/dužina) može biti dovoljno tri signala sateliti. Za dobivanje trodimenzionalnih (s visinom) koordinata potrebne su najmanje četiri koordinate. Potreba za stvaranjem vlastitog domaći sustav navigacija je zbog činjenice da je GPS američki, potencijalni protivnici koji ga mogu u bilo kojem trenutku, u svojim vojnim i geopolitičkim interesima, selektivno onemogućiti, “zaglaviti”, modificirati u bilo kojoj regiji ili povećati umjetnu, sustavnu pogrešku u koordinatama (npr. inozemni potrošači ove usluge), koja je uvijek prisutna u mirnodopskim uvjetima.

Istina da se sve uči usporedbom je prva stvar koja će vam pomoći da shvatite koliko su navigacijski sustavi točni. Ako “krenete od štednjaka”, onda se moderna navigacija može usporediti sa snalaženjem po suncu i zvijezdama. Sada se Zemljini sateliti mogu smatrati zvijezdama. Primanje signala od njih do vašeg GPS uređaja je kao sat koji pomiče kazaljke.

Ako atmosferski ili umjetni fenomeni ne smetaju - posebna gustoća oblaka ili blizina nebodera i mnogih nadzemnih ruta električnih kabela, vaš navigator će raditi u normalni mod, a njegova će točnost biti stabilna. Određeni oprez u ovoj procjeni povezan je ne toliko s tim smetnjama - navigator se s njima nosi u nekoliko trenutaka - već, iznenađujuće, s američkim vojnim odjelom. Činjenica je da su nadležne službe u SAD-u, otvarajući pristup civilnoj uporabi svog satelitskog sustava, svoj rad postavile tako da nitko osim njih samih ne pomisli na korištenje najviše precizna navigacija u vojne svrhe.

Sljedeći najtočniji GPS navigatori– geodetski prijemnici. Oni imaju veliki iznos komunikacijskih kanala i otpornosti na smetnje, njihova pogreška je unutar 1 cm Slijede manje od precizni navigatori, koristi se na otvorenim prostorima. Turistička klasa tražilica odredit će vašu lokaciju s točnošću od 10 metara i uz tako beznačajno odstupanje pokazati vam pravi put.

Automobilski navigatori koji rade u zatvorenom unutarnjem prostoru imaju dodatnu grešku. Ali za orijentaciju na cesti to je beznačajno. Pogrešku svodi na minimum sam navigator. Vozači također imaju takvog pomoćnika kao GSM modul, iz kojeg postaje jasna trenutna prometna situacija.

Za povećanje točnosti postoje dodatni alati, na primjer, diferencijalni prijemnik koji radi u GPS sustavu i ispravlja pogreške koje je napravio ovaj sustav. GPS je posebno potreban spasiocima i timovi za potragu, znanstvenici koji trebaju odrediti najtočnije vrijeme.

Postoje problemi točnosti koji nisu povezani sa satelitskom navigacijom, već s pouzdanošću onoga što se daje na korištenje elektronske kartice i uslužni dodaci njima. Najveću točnost, doduše, pružaju Yandex karte koje se stalno ažuriraju. I na kraju, GPS navigatori, koji se također nalaze u mobilnim telefonima. Iako instaliranje aplikacija u njima nema širok izbor, postoje i "native" mogućnosti mobitel uz internet ima dovoljno za koliko-toliko stabilno i točno praćenje na cesti.

Ne sviđa vam se što GPS-u na vašem Androidu predugo treba "traženje i pronalaženje satelita"? Točnost lokacije je lošija od 10 metara? Jeste li mislili da "ovako zapravo radi GPS"? Ništa slično ovome. Vaš GPS može dati točnost od +-5 metara ili čak i točnije. A ja ću vam reći kako to postići. I nema više "zakrpa" ili "hemoragičnih" trećih strana u korištenju "GPS uslužnih programa koji ubrzavaju traženje satelita i povećavaju točnost." Sve što trebate nalazi se u vašem uređaju. Proizvođač tamo jednostavno upisuje "srednje lagane" "kalibracije" - naravno, neće kalibrirati svaki telefon pojedinačno. A gdje je proizvođač? U Kini, ali trebate kalibrirati tamo gdje ga zapravo koristite. Upute u nastavku prikupio sam iz različitih izvora u dijelovima i provjerio, osim dijela "osiguravanje maksimalne točnosti", koji ću provjeriti kasnije i dodati, ali. čak i bez njega, vrijeme "hladnog starta" GPS-a, nakon ponovnog pokretanja telefona, bilo ga je moguće dovesti na manje od 20 sekundi, umjesto 1-2 minute prije kalibracije. U isto vrijeme, snimanje prvih satelita događa se za manje od 3-4 sekunde, a "GPS snimanje" (lokalizacija po satelitima, kada "GPS pretraživanje" prestane treptati i tijelo se prebacuje na rad na satelitima) - manje od 10 sekundi (ponekad i do 40 sekundi, ali rjeđe - ovisno o točnosti vašeg pametnog sata i satelitskoj vidljivosti).
Kako biste odlučili koji vam se više sviđa, dojmove o obje metode možete pročitati ovdje:. Osobno preporučujem "nativnu metodu GPS kalibracije" (opisanu u nastavku) - ona daje iste rezultate, a po mom mišljenju mnogo je poželjnija i lakša za korištenje.
Treba napomenuti da je uz pomoć ovdje opisanog programa: brzina aktivacije iz “hladnog” stanja ipak malo veća. ali više hegemonistički i zbog “dubokog prodora u sustav GPS Android", može "srušiti" kalibracije svog "nativnog sustava", o kojima se govori u nastavku. Plus sve što treba učiniti uz njegovu pomoć, prije svakog uključivanje GPS-ačini njegovo pokretanje stvarno sporijim nego u opciji navedenoj u ovoj bilješci.

Dodano 30.08.2013. Prije početka kalibracije, pogledajte ovu bilješku i slijedite postupke opisane u njoj: . Ovo posebno vrijedi ako imate ozbiljnih problema s GPS-om, tipa "jako slabo drži satelite" i "brava" "pada" pri najmanjem slabljenju signala, plus nakon toga će GPS "držati" više satelita u isto vrijeme, što će poboljšati i stabilnost i točnost. Bez ovih postupaka nisam mogao "vratiti GPS u normalu" pod JB 4.1.1 Cink King. Zatim izvršite kalibraciju prema metodi. navedeno u nastavku u ovoj bilješci.

*kurzivni font Istaknute su točke potrebne za postizanje općenito teoretski moguće točnosti. Kurziv se može izostaviti, to će malo smanjiti točnost (zapravo 2 puta) i neće utjecati na brzinu "hladnog starta".
**Prije postupka saznajte kod za inženjerski izbornik vašeg uređaja - trebat će vam.

1. GPS točnost, a posebno brzina "hvatanja nakon hladnog starta", uvelike ovise o točnosti postavke vremena na vašem uređaju. Obično je u postavkama "Datum i vrijeme" postavljeno "sinkroniziraj vrijeme preko mreže". I ja sam ga imala. Ali kako se pokazalo, uređaj koristi mobilni signal operatera za postavljanje vremena, što u nekim slučajevima može dati točnost postavljanja vremena goru od + - nekoliko minuta, a u mom slučaju (Kijev, operater Life) dao je razliku od stvarnog vrijeme od čak 3 sekunde. Općenito, izmet, a ne "točni vremenski signali". Postoji i opcija "odrediti vrijeme pomoću GPS-a", ali ako ne živite na selu, onda će vam to trošiti puno baterije, a bit će malo od koristi - ni u stanu, ni u podzemnoj. , ni u minibusu, ni u uredu... Pa, shvaćate.
   Stoga se prvo pobrinimo za postavljanje što točnijeg vremena. Za ovo sam postavio besplatan program ClockSync, odavde: https://play.google.com/store/apps/details?id=ru.org.amip.ClockSync&hl=ru, možete ga preuzeti i odavde: http://4pda.ru/forum /index.php?showtopic=171610 . Također možete koristiti tehniku ​​koju sam opisao ovdje: - ne zahtijeva instalaciju dodatni programi, ali zahtijeva ručno uređivanje nekoliko sustava konfiguracijske datoteke.
   Zatim odlučujemo o referentnom poslužitelju točnog vremena koji ćemo koristiti. Bitno je da vam bude što bliže i da vrijeme pinga do njega bude minimalno. Za početak, adrese "bazena" - za Ukrajinu je to ua.pool.ntp.org, za Rusiju ru.pool.ntp.org. Ako ste u drugoj zemlji, pogledajte ovdje: http://www.pool.ntp.org/ru/.
   Sada pokrećemo terminal, au njemu naredbu “ping ua.pool.ntp.org”, i gledamo vrijeme odgovora. To činimo 10 puta - svaki put kada kontaktira nasumični "pool" poslužitelj, a obično drugi. Čak i za Ukrajinu, vrijeme "odgovora" za različite poslužitelje kreće se od 5 do 60ms (na kopnu), a kamoli Rusija sa svojom veličinom. Sukladno tome, zapisujemo IP adresu poslužitelja čije je vrijeme odziva minimalno. Iskoristit ćemo ga.
   Pokrenite instalirani program ClockSync, Izbornik > postavke. Prva točka" NTP poslužitelj". Tamo unesite odabranu IP adresu. Zatim potvrdite okvir "automatska sinkronizacija", zatim odaberite "Interval". Što je interval manji, to će se sinkronizacija odvijati češće, a to je "malo prometa i puno baterija", s druge strane, moj uređaj za 3 sata "odleti" za čak 160-180 milisekundi... Stao sam za sada na 3 sata. Dalje, ne morate označiti potvrdni okvir "točan interval" - to će malo uštedjeti bateriju, osobno sam to provjerio. "High precision mode" - provjerite, pogotovo jer će sinkronizacija ponekad proći stanični prijenos podataka vrlo nestabilnom brzinom (ne morate je postavljati - točnost će pasti, ali potrošnja baterije tijekom sinkronizacije značajno će se smanjiti). Također postavljamo "definiraj vremensku zonu",
   Izađite iz izbornika postavki, kliknite na “izbornik” i odaberite “sinkroniziraj” - koliko je vaš uređaj “prošlo vrijeme” možete vidjeti na ekranu. Da, u izborniku postavki nakon jednog dana možete vidjeti koliko je brz/kasni sat vašeg uređaja po danu (moj Fly IQ 450 je 9,21 sekundi po danu).
   PS automatska sinkronizacija vremena moguća je samo na "rootiranom" uređaju. Ako niste rootani, postoji u programu " ručni mod", ali točnost neće biti ista.
   Napomena - naknadno dodano. Postoji i drugi način točne sinkronizacije vremena, bez instaliranja dodatnog programa, opisao sam ga ovdje:. Nakon usporedbe rezultata, odabrao sam ovu metodu, ali ona zahtijeva određeno uređivanje konfiguracijskih datoteka.
   Također je preporučljivo, ako imate rootan uređaj, urediti datoteku /system/etc/gps.conf. Naime, u prvom retku, nakon “NTP_SERVER=", zamijenite onu "default" onu koja je tamo navedena s prikladnijom za vašu zemlju - na primjer, za Ukrajinu na ua.pool.ntp.org, ili čak s prethodno definiranom IP adresa, ali to će biti manje univerzalno i ponekad prepuno kvarova ako određeni poslužitelj ne radi, tako da je ua.pool.ntp.org univerzalniji, ali IP adresa u ovom polju može dodatno ubrzati početni hladni start. Uređivanje se može izvršiti pomoću "Root Explorera".
   S vremenom smo to shvatili. Unaprijediti.
2. Idemo na postavke telefona. Mjesto. Označavamo stavke: "Prema mrežnim koordinatama", "GPS sateliti", "Pomoćni podaci", "AGPS", ostalo je "po ukusu". Sada idite na stavku "Postavke EPO". Isključite "EPO" tijekom kalibracije. Svi su ovdje.
3. Pokretanje programa Google Earth , U postavkama ga prebacujemo da prikazuje koordinate u formatu stupnjeva i razlomaka. Tražimo mjesto u blizini gdje ćemo izvršiti kalibraciju. To bi trebalo biti prilično otvoreno mjesto, poput trga. Odaberemo točku na kojoj ćemo stajati tijekom kalibracije (odaberemo znakove na kojima ćemo kasnije točno stati), usmjerimo kursor na nju i zapišemo prikazane koordinate do zadnje znamenke. Pripreme su gotove - idemo "na teren" :) sa telefonom.
4. Ako ste koristili p3- stojimo TOČNO na mjestu koje smo prethodno odabrali. Pokrenite "root explorer", idite u mapu /data/misc, izbrišite datoteku mtkgps.dat. Preuzimamo najnovije AGPS podatke – npr. preko programa GPS Status (izbornik>alati>AGPS podaci>Preuzimanje). Vrijeme provjeravamo npr. programom ClockSync (provjeravamo nekoliko puta, pogledamo tipično odstupanje, a zatim kliknemo sinkroniziraj – kako koristiti program i gdje ga nabaviti – vidi ranije u članku o kalibraciji vremena). Idite na inženjerski izbornik, LocationBasedServices, odaberite "GPS" u izborniku i pritisnite gumb "GPS" (natpis na njemu će se promijeniti iz ISKLJUČENO u UKLJUČENO). Idite na "Pogled". Čekamo dok se ne pojavi "popravak" (GPS indikator prestane treptati), a zatim još najmanje 2 minute. Zatim kliknite RefPosition i u prozore koji se pojave unesite koordinate koje ste prethodno ispisali iz Google Eartha za točku u kojoj kalibrirate (tamo će biti nule). Ponovno idite na zaslon View i pričekajte "popravak" najmanje 2x minute, po mogućnosti 5 minuta, vratite se na inženjerski izbornik. Ako korak 3 nije izvršen, jednostavno odaberite bilo koje prilično otvoreno mjesto. Iznositi- nemojte ni pokušavati izvršiti kalibraciju na balkonu ili "s prozora" - samo ćete pogoršati stanje.
5. ****Također možete provjeriti ispravnost po svom izboru prije kalibracije SIM kartice za AGPS - ako je vaš mobilni operater glitchy, a postoje dvije kartice i dva operatera, onda možete odabrati manje glitchy; ovo, ako je odabrano "glitchy", može značajno ubrzati GPS radi, a zatim “oživjeti” “potpuno pokvareni GPS” postupak je opisan na samom kraju bilješke.
6. Idite na "Inženjerski izbornik"(za moj FLY IQ 450 i mnoge kineske klonove, ovo je kod *#*#3646633#*#*, koji mi biramo gdje obično birate telefonski broj kada zovete, možda imate drugačiji). Pronađite "YGPS lokaciju" i pokrenite je. Telefon držite okomito.
7. Idite na karticu Informacije. Pritisnite gumb "Potpuno".
8. Idite na karticu "Sateliti"., pričekajte da se pojavi barem 5 satelita (po mogućnosti više - kod postavljanja sam ih imao 11), a nakon što se "pokažu i pozelene", pričekajte još najmanje 2 minute držeći uređaj nepomično (može i duže - neće biti gore - samo bolje ). Ovo je početna kalibracija. Trebalo mi je oko 3 minute, ali za neke uređaje, prema recenzijama, može potrajati i do pola sata.
9. Idi na Informacije", kliknite "Hladno". Nastavite kao u točki 8. Ponovite točku 9 3 puta. Više je moguće.
10. Povratak na informacije. Pritisnite "Toplo". dalje kao u stavku 8. Nema potrebe više ponavljati.
11. Povratak na informacije". Pritisnite "Vruće". Nastavite kao u koraku 8.
12. Ako ste slijedili korak 3, idite na inženjerski izbornik, odaberite "LocationBasedService", idite na karticu "View" (ne zaboravite aktivirati GPS kao što je opisano u koraku 4) i pričekajte dok se ne odredi maksimalan broj satelita. Minimalno 7, bolje više (što više, to je kalibracija točnija), a nakon utvrđivanja maksimuma pričekajte još 2 minute. Zatim idite na karticu GPS i kliknite na "RefPosition". Imat ćete dva broja, od onog koji ste prethodno snimili pomoću Google Eartha, najvjerojatnije će se razlikovati u tisućinkama. Ispravite oboje onima koje ste ranije zapisali u 3. koraku. Pritisnite "OK". Sada idite na karticu GPS i pričekajte 5 minuta držeći telefon nepomičan. Ovdje na ovom mjestu - što duže to bolje. GPS program, nakon što je dobio stvarne koordinate, uspoređuje ih s onima koje je "dobio" i vrši korekcije. razjašnjavajući ih. Dolje u prozoru vidjet ćete brojač “procesa” i podatke koji se povremeno mijenjaju.
13. Izađite iz inženjerskog izbornika i ponovno pokrenite telefon.
14. Svi. Radujemo se brzom i preciznom GPS-u.

Nakon potpunog pridržavanja uputa, stvarna točnost određivanja pozicije (izračunata s google eartha a ne one koju pokazuje sam GPS) bila je ~2,3-2,5 metara (GPS je u statusu pokazao točnost od 5-6 metara), s 9 satelita “vidljivo” i 8 metara (GPS je pokazao točnost od 10,5 metara u statusu) sa 7 vidljivih satelita - sateliti se kreću i ne događaju se s vremena na vrijeme u smislu iz dana u dan.

PS Ako ćete također koristiti ovdje opisani program: imajte na umu da morate izvršiti kalibraciju nakon što ga instalirate. A ako je deinstaliran, ponovno ga kalibrirajte - poništava podatke kalibracije tijekom deinstalacije, a GPS ponovno počinje "tražiti satelite nekoliko minuta." Čini se da učitavanje podataka o "ubrzanju" ne utječe na kalibraciju, ali također nema smisla - razlika u brzini je "u granicama statističke pogreške." No čini se da je stvarna točnost malo bolja, sa svježe preuzetim podacima (za 20 posto, ali također unutar statističke pogreške u biti). Također imajte na umu da preuzeti podaci iz gore navedenog programa brzo postaju zastarjeli, a nakon dan ili dva, naprotiv, usporit će GPS i smanjiti točnost (u usporedbi s jednostavno normalno kalibriranim izvornim pomoću gore opisane metode u ovom članku). Plus, skinuo sam ga nafik :) Bo, prvo, ne treba, a drugo, s njim možete dobiti “GPS koji ništa ne određuje” ako ste zaboravili preuzeti nove podatke. Čak i ako ste kliknuli gumb "poništi preuzete podatke" i ne pokrenite sam program. Barem mi se to jednom dogodilo - nisam više provjeravao rake.

PPS Po netu kruže glasine da “uključivanje EPO podataka” (specifični GPS podaci za MTK čipove), što daje određeno ubrzanje “hladnog starta”, smanjuje broj “uhvaćenih satelita”. Ovo je malo vjerojatno. Broj snimljenih satelita određen je njihovim "trenutačnim brojem iznad glave" i visinom iznad horizonta (u gradu se oni iznad horizonta obično ne vide). Ali ipak je bolje isključiti ga tijekom kalibracije. I koristite samo ako putujete na mjesto gdje Internet možda nije dostupan. Tada će vam dati stvarno ubrzanje pokretanja (preuzima podatke mjesec dana unaprijed). U normalnoj situaciji bolje je koristiti samo AGPS - njegovi su podaci svježiji, a time i točniji, pa je "startna" brzina s njim obično veća.

PPPS Ispod su "referentne informacije" za one koji su dobili uređaj s potpuno neispravnim GPS-om. Vrijedi to provjeriti - razlog može biti taj što imate nešto drugačije od sljedećeg navedenog u postavkama:

U inženjerski izbornik, u stavci LocationbasedService, na kartici AGP S:

Omogući A-GPS, MSB, korisnički profil, SLP predložak - GOOGLE, supl.google.com, 7275, Omogući TLS, RRLP, IMSI, K-vrijednost moraju biti omogućeni.
Horizontalna točnost - 22, okomita točnost - 0, starost lokacije - 0, odgoda - 0. Odabrana je procjena lokacije.
*********Odabir SIM kartice za AGPS
Idite na karticu NET - odaberite - kliknite pogledajte kartu (karta Karta), tamo bi se trebala pojaviti adresa na kojoj se nalazite ili blizu nje. Isto radimo i sa. Uspoređujemo ono što je točnije s vašim stvarnim položajem, a na kartici AGPS odaberite željenu SIM karticu.
Kliknite na karticu AGPS
Da, ako se nešto od navedenog u ovom PS-u razlikuje od postavki vašeg uređaja ili ako ste promijenili SIM karticu na koju imate spojen AGPS, morate kalibrirati novom.

PS O utjecaju točnosti sata na vrijeme hladnog pokretanja GPS-a.

Sa “nezgodnog mjesta” - balkona, sve odozgo betonirano, dvorište-bunar - kuće sa 4 strane, nebo je “komad odozgo”, 4 satelita se jedva vide (onda se jedva vide 3) , a 4. se pojavljuje i nestaje). telefon je kalibriran u skladu s gore navedenom metodom (prije kalibracije nije bilo snimanja u ovim uvjetima). Sat “zaostaje” za ~160ms (prošla su 2 sata otkako je sat kalibriran programom ClockSync). Vrijeme hladnog starta ~250-300 sek. Nakon prisilne kalibracije vremena programom ClockSync, vrijeme "hladnog pokretanja" je ~100 sekundi. Međutim, to su uvjeti. u kojem GPS obično uopće ne radi, ali jasno ilustrira utjecaj točnosti sata na vrijeme “hladnog starta”.

PPS Za prisilno učitavanje AGPS podataka, na primjer, ako ste daleko od mjesta gdje su preuzeti - na primjer, otišli ste 200 kilometara na pecanje/odmor i sl., a AGPS podaci preuzeti kod kuće postali su nevažni, što može negativno utjecati na vrijeme "hladnog starta".

Program GPS Status možete koristiti ovdje: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.eclipsim.gpsstatus2&hl=ru. Pokrenite ovaj program. Dolje lijevo ispod "koordinatnog kruga" je starost AGPS podataka u satima. Kliknite Izbornik > Alati > A-GPS podaci. Zatim "preuzmi".

Posebna greška

glavni razlog Pogreške GPS podataka više nisu problem. 2. svibnja 2000. u 5:05 ujutro (MEZ) isključena je takozvana Posebna greška (SA). Posebna pogreška je umjetno krivotvorenje vremena u signalu L1 koji odašilje satelit. Za civilne GPS prijamnike ova je pogreška dovela do manje točnog određivanja koordinata. (pogreška od približno 50 m unutar nekoliko minuta).

Osim toga, primljeni podaci su odaslani s manjom točnošću, što znači da odaslana pozicija satelita nije bila točna. Tako unutar nekoliko sati postoji nepreciznost podataka o poziciji od 50-150 m. U vrijeme kada je bila aktivna posebna greška, civilni GPS uređaji imali su netočnost od cca 10 metara, a danas je to 20 ili obično i manje. . Isključivanje pogreške uzorkovanja uglavnom je poboljšalo točnost podataka o visini.

Razlog posebne pogreške bila je sigurnost. Na primjer, teroristi ne bi trebali moći otkriti važna gradilišta koristeći oružje daljinski upravljač. Tijekom prvog Zaljevskog rata 1990., specijalna pogreška bila je djelomično onemogućena jer... Američke trupe nisu imale vojne GPS prijemnike. Kupljeno je 10.000 civilnih GPS uređaja (Magellan i Trimble) koji su omogućili nesmetanu i točnu navigaciju pustinjskim terenom. Posebna pogreška je deaktivirana zbog raširene upotrebe GPS sustava diljem svijeta. Sljedeća dva grafički prikaz Kako se promijenila točnost određivanja koordinata nakon isključivanja posebne pogreške. Duljina granice dijagrama je 200 metara, podaci su dobiveni 1. svibnja 2000. i 3. svibnja 2000. u razdoblju od po 24 sata. Dok su koordinate s posebnom greškom u radijusu od 45 metara, bez nje je 95 posto svih točaka u radijusu od 6,3 metra.

"Geometrija satelita"

Još jedan faktor koji utječe na točnost određivanja koordinata je "geometrija satelita". Geometrija satelita opisuje međusobne položaje satelita s gledišta prijemnika.

Ako prijemnik vidi 4 satelita i svi se nalaze, na primjer, na sjeverozapadu, to će dovesti do "loše" geometrije. U najgorem slučaju, otkrivanje lokacije bit će potpuno nemoguće ako sve detektirane udaljenosti pokazuju u istom smjeru. Čak i ako se lokacija prepozna, pogreška može doseći 100 - 150 m. Ako su ova 4 satelita dobro raspoređena po nebu, tada će točnost utvrđene lokacije biti mnogo veća. Pretpostavimo da su sateliti smješteni na sjeveru, istoku, jugu i zapadu, tvoreći kut od 90 stupnjeva jedan u odnosu na drugi. U u ovom slučaju udaljenosti se mogu mjeriti u četiri različitih smjerova, što karakterizira "dobru" geometriju satelita.

Ako su dva satelita u najboljem položaju u odnosu na prijemnik, tada je kut između prijemnika i satelita 90 stupnjeva. Vrijeme putovanja signala ne može biti apsolutno sigurno, kao što je ranije objašnjeno. Stoga su moguće pozicije označene crnim krugovima. Sjecište (A) dva kruga je dosta malo i označeno je plavim kvadratnim poljem, što znači da će određene koordinate biti dosta točne.

Ako su sateliti smješteni gotovo u jednoj liniji u odnosu na prijemnik, tada ćemo, kao što vidite, dobiti veće područje na nišanu, a time i manju točnost.

Geometrija satelita također dosta ovisi o visokim automobilima ili o tome koristite li instrument u automobilu. Ako je neki od signala blokiran, preostali sateliti će pokušati odrediti koordinate, ako je to uopće moguće. To se često može dogoditi u zgradama kada ste blizu prozora. Ako je određivanje lokacije moguće, ono u većini slučajeva neće biti točno. Što je veći dio neba blokiran bilo kojim objektom, to je teže odrediti koordinate.

Većina GPS prijemnika ne pokazuje samo broj "uhvaćenih" satelita, već i njihov položaj na nebu. To omogućuje korisniku da procijeni je li određeni satelit zaklonjen objektom i hoće li podaci postati netočni kada se pomaknu samo nekoliko metara.

Proizvođači većine instrumenata daju vlastitu formulaciju o točnosti izmjerenih vrijednosti, koja uglavnom ovisi o različitim čimbenicima. (o čemu proizvođač nerado govori).

DOP (Dilution of Precision) vrijednosti prvenstveno se koriste za određivanje kvalitete satelitske geometrije. Ovisno o faktorima koji se koriste za izračun DOP vrijednosti, moguće su različite opcije:

• GDOP(Geometrical Dilution Of Precision); Potpuna preciznost; 3D koordinate i vrijeme
• PDOP(Pozicijsko razrjeđivanje preciznosti) ; Točnost položaja; 3D koordinate
• HDOP(Horizontalno razrjeđivanje preciznosti); Horizontalna točnost; 2D koordinate
• VDOP(Okomito razrjeđivanje preciznosti); Vertikalna točnost; visina
• TDOP(Time Dilution Of Precision); vremenska točnost; vrijeme

HDOP vrijednosti ispod 4 su dobre, iznad 8 su loše. HDOP vrijednosti postaju gore ako su "uhvaćeni" sateliti visoko na nebu iznad prijemnika. S druge strane, vrijednosti VDOP-a postaju sve gore što su sateliti bliže horizontu, a vrijednosti PDOP-a su dobre kada su sateliti izravno iznad glave i još tri raširena na horizontu. Za točno određivanje lokacije, vrijednost GDOP ne smije biti manja od 5. Vrijednosti PDOP, HDOP i VDOP dio su NMEA GPGSA podataka.

Geometrija satelita nije uzrok pogreške utvrđivanje situacije, koji se može mjeriti u metrima. Zapravo, DOP vrijednost pojačava druge netočnosti. Visoke vrijednosti DOP povećava druge pogreške više od niske vrijednosti DOP.

Pogreška koja se javlja u određivanju položaja zbog geometrije satelita također ovisi o geografskoj širini na kojoj se nalazi prijemnik. To je prikazano na dijagramima ispod. Dijagram lijevo prikazuje visinsku nesigurnost (krivulja je prikazana s posebnom greškom na početku) koja je zabilježena u Wuhanu (Kina). Wuhan se nalazi na 30,5° sjeverne geografske širine i najbolje je mjesto gdje je konstelacija satelita uvijek savršena. Dijagram na desnoj strani prikazuje isti snimljeni interval snimljen na postaji Kasei na Antarktici (66,3°S geografske širine). Zbog manje od idealne konstelacije satelita na ovoj geografskoj širini, s vremena na vrijeme dolazilo je do ozbiljnijih pogrešaka. Osim toga, pogreška se javlja i zbog utjecaja atmosfere – što je bliže polovima, pogreška je veća.

Satelitske orbite

Iako su sateliti u prilično dobro definiranim orbitama, ipak su moguća mala odstupanja od orbita zbog gravitacije. Sunce i Mjesec imaju mali utjecaj na orbite. Podaci o orbiti stalno se prilagođavaju i ispravljaju te se redovito šalju prijemniku u empirijskoj memoriji. Stoga, utjecaj na točnost određivanje lokacije je prilično malo i ako se dogodi pogreška, nije više od 2 metra.

Učinci refleksije signala

Učinak se javlja zbog refleksije satelitskih signala od drugih objekata. Za GPS signale, ovaj se učinak uglavnom javlja u blizini velikih zgrada ili drugih objekata. Reflektiranom signalu treba dulje nego izravnom signalu. Pogreška će biti samo nekoliko metara.

Atmosferski učinci

Drugi izvor netočnosti je smanjenje brzine širenja signala u troposferi i ionosferi. Brzina širenja signala svemir jednaka brzini svjetlosti, a u ionosferi i troposferi je manja. U atmosferi na visini od 80 - 400 km stvara sunčeva energija veliki broj pozitivno nabijeni ioni. Elektroni i ioni koncentrirani su u četiri vodljiva sloja ionosfere (D-, E-, F1- i F2 slojevi).
Ovi slojevi se lome Elektromagnetski valovi koji potječu od satelita, što povećava vrijeme prolaska signala. U osnovi, te se pogreške ispravljaju računalnim radnjama prijemnika. Poznate su različite opcije brzine pri prolasku kroz ionosferu za niske i visoke frekvencije normalnim uvjetima. Ove se vrijednosti koriste pri izračunavanju koordinata lokacije. Međutim, civilni prijamnici ne mogu se prilagoditi neočekivanim promjenama u prijenosu signala, koje mogu uzrokovati jaki solarni vjetrovi.

Poznato je da se tijekom prolaska ionosfere elektromagnetski valovi usporavaju obrnuto proporcionalno površini svoje frekvencije (1/f2). To znači da se elektromagnetski valovi niske frekvencije usporavaju brže od elektromagnetskih valova visoke frekvencije. Kad bi signali visoke i niske frekvencije koji su stigli do prijemnika omogućili analizu razlike u vremenu dolaska, tada bi se izračunalo i vrijeme prolaska kroz ionosferu. Vojni GPS prijemnici Koriste signale dviju frekvencija (L1 i L2), koji se različito ponašaju u ionosferi, čime se eliminira još jedna greška u izračunima.

Utjecaj troposfere je sljedeći razlog zašto se vrijeme putovanja signala povećava zbog refrakcije. Uzroci refrakcije su različite koncentracije vodene pare u troposferi, ovisno o vremenu. Ova greška nije velika kao pogreška koja nastaje pri prolasku kroz ionosferu, ali se ne može eliminirati proračunom. Da bi se ispravila ova greška, u izračunu se koristi približna korekcija.

Sljedeća dva grafikona prikazuju ionosfersku grešku. Podaci prikazani lijevo dobiveni su s jednofrekventnim prijamnikom, koji ne može ispraviti pogrešku ionosfere. Grafikon na desnoj strani dobiven je s dvofrekventnim prijamnikom koji može ispraviti ionosfersku pogrešku. Oba dijagrama imaju približno isto mjerilo (lijevo: zemljopisna širina -15m do +10m, zemljopisna dužina -10m do +20m. Desno: zemljopisna širina -12m do +8m, zemljopisna dužina -10m do +20m). Desni grafikon pokazuje veću točnost.

Koristeći WAAS i EGNOS možete postaviti "karte" vremenskih uvjeta u različitim regijama. Ispravljeni podaci šalju se primatelju i značajno poboljšavaju točnost.

Netočnost sata i pogreške u zaokruživanju

Iako je vrijeme prijemnika sinkronizirano sa satelitskim vremenom tijekom određivanja položaja, još uvijek postoji vremenska nepreciznost, što dovodi do pogreške od 2 m u određivanju položaja. Pogreške računanja zaokruživanja i prijemnika imaju pogrešku od približno 1m.

Relativistički učinci

U ovaj odjeljak Ne potpuno objašnjenje teorija relativnosti. U svakodnevnom životu nismo svjesni važnosti teorije relativnosti. Međutim, ova teorija utječe na mnoge procese, uključujući pravilno funkcioniranje GPS sustava. Ovaj utjecaj će biti ukratko objašnjen u nastavku.

Kao što znamo, vrijeme je jedan od glavnih čimbenika GPS navigacija i trebao bi biti jednak 20-30 nanosekundi kako bi se osigurala potrebna točnost. Stoga je potrebno uzeti u obzir brzinu satelita (cca 12.000 km/h)

Svatko tko se ikada susreo s teorijom relativnosti zna da vrijeme teče sporije velikim brzinama. Za satelite, koji se kreću brzinom od 3874 m/s, sat ide sporije nego za Zemlju. Ovo relativističko vrijeme rezultira vremenskom netočnošću od približno 7,2 mikrosekunde po danu (1 mikrosekunda = 10-6 sekundi). To tvrdi i teorija relativnosti vrijeme tečešto je sporije gravitacijsko polje jače. Za promatrača na Zemljinoj površini, sat satelita će teći brže (budući da je satelit 20 000 km viši i podložan je manjim gravitacijskim silama od promatrača). I to je drugi razlog za ovaj učinak, koji je šest puta jači od netočnosti koja je malo prije spomenuta.

Općenito, čini se da se satovi na satelitima pomiču malo brže. Vremensko odstupanje za promatrača na Zemlji bilo bi 38 mikrosekundi dnevno i rezultiralo bi ukupnom greškom od 10 km dnevno. Kako biste izbjegli ovu pogrešku, nema potrebe za stalnim prilagodbama. Frekvencija sata na satelitima postavljena je na 10,229999995453 MHz umjesto na 10,23 MHz, ali se podaci koriste kao da imaju standardnu ​​frekvenciju od 10,23 MHz. Ovaj je trik jednom zauvijek riješio problem relativističkog efekta.

Ali postoji još jedan relativistički učinak koji se ne uzima u obzir pri određivanju lokacije pomoću GPS sustava. To je takozvani Sagnakov efekt i uzrokovan je činjenicom da se i promatrač na površini Zemlje neprestano kreće brzinom od 500 m/s (brzina na ekvatoru) zbog toga što planet rotira. Ali utjecaj ovog efekta je mali i njegovu prilagodbu je teško izračunati, jer ovisi o smjeru kretanja. Stoga se ovaj učinak uzima u obzir samo u posebnim slučajevima.

Greške GPS sustava prikazane su u sljedećoj tablici. Parcijalne vrijednosti nisu konstantne vrijednosti, već su podložne razlikama. Sve brojke su približne vrijednosti.

GPS navigacija i stupanj pouzdanosti u njezina očitanja. Koliko se možete približiti bilo kojoj navigacijskoj opasnosti oslanjajući se samo na svoj GPS prijamnik? Nažalost, ne postoji jasan odgovor na ovo pitanje. To je zbog statističke prirode pogrešaka GPS navigacije. Pogledajmo ih pobliže.

Na brzinu širenja radiovalova utječu ionosfera i troposfera, ionosferska i troposferska refrakcija. Ovo je glavni izvor grešaka nakon isključivanja SA. Brzina radio valova u vakuumu je konstantna, ali se mijenja kada signal uđe u atmosferu. Vremenska odgoda različita je za signale s različitih satelita. Kašnjenja širenja radio valova ovise o stanju atmosfere i visini satelita iznad horizonta. Što je niže, to dulji put signala putuje kroz atmosferu i veće je izobličenje. Većina prijemnika isključuje signale sa satelita čija je elevacija manja od 7,5 stupnjeva iznad horizonta.

Osim toga, atmosferske smetnje ovise o dobu dana. Nakon zalaska sunca gustoća ionosfere i njezin utjecaj na radio signale opada, što je fenomen dobro poznat kratkovalnim radiooperatorima. Vojni i civilni GPS prijemnici mogu autonomno odrediti kašnjenje atmosferskog signala uspoređujući kašnjenja na različite frekvencije. Jednofrekventni potrošački prijamnici vrše približnu korekciju na temelju prognoze koja se prenosi kao dio navigacijske poruke. Kvaliteta ovih informacija nedavno je porasla, što je dodatno povećalo točnost GPS navigacije.

SA način rada.

Kako bi se održala prednost visoke točnosti za vojne GPS navigatore, u ožujku 1990. uveden je način ograničenja pristupa SA (Selective Availability), čime se umjetno smanjila točnost civilnog GPS navigatora. Kada je aktiviran SA mod, u mirnodopskim uvjetima dodaje se greška od nekoliko desetaka metara. U posebnim slučajevima mogu se uvesti pogreške od stotina metara. Američka vlada odgovorna je za performanse GPS sustava prema milijunima korisnika i može se pretpostaviti da ponovno uključivanje SA, a kamoli tako značajno smanjenje točnosti, neće biti uvedeno bez dovoljno ozbiljnih razloga.

Precizno ogrubljivanje se postiže kaotičnim pomicanjem vremena prijenosa pseudoslučajnog koda. Pogreške koje proizlaze iz SA su slučajne i jednako vjerojatne u svakom smjeru. SA također utječe na GPS smjer i točnost brzine. Iz tog razloga, stacionarni prijamnik će često pokazati neznatno različite brzine i smjera. Dakle, stupanj utjecaja SA može se procijeniti prema periodične promjene GPS smjer i brzina.

Pogreške u podacima efemerida tijekom GPS navigacije.

Prije svega, to su pogreške povezane s odstupanjem satelita od izračunate orbite, netočnosti sata, kašnjenja signala u elektronički sklopovi. Ti se podaci povremeno ispravljaju sa Zemlje, a pogreške se nakupljaju u intervalima između komunikacijskih sesija. Zbog male veličine ova skupina pogrešaka nije značajna za civilne korisnike.

Iznimno rijetke, veće pogreške mogu se pojaviti zbog iznenadnih kvarova informacija u memorijskim uređajima satelita. Ako se takav kvar ne otkrije samodijagnostikom, tada dok zemaljska služba ne otkrije grešku i ne pošalje naredbu o kvaru, satelit može neko vrijeme odašiljati netočne informacije. Dolazi do takozvanog narušavanja kontinuiteta ili, kako se često prevodi pojam integriteta, integriteta plovidbe.

Utjecaj reflektiranog signala na točnost GPS navigacije.

Osim izravnog signala sa satelita, GPS prijamnik može primati i signale reflektirane od stijena, zgrada, brodova koji prolaze - tzv. multipath propagation. Ako je izravni signal blokiran od prijamnika brodskim nadgrađem ili opremom, reflektirani signal može biti jači. Ovaj signal čini više od dug put, a prijemnik "misli" da je dalje od satelita nego što zapravo jest. U pravilu su te pogreške puno manje od 100 metara, jer samo obližnji objekti mogu proizvesti dovoljno jaku jeku.

Satelitska geometrija za GPS navigaciju.

Ovisi o položaju prijemnika u odnosu na satelite prema kojima se određuje položaj. Ako je prijemnik uhvatio četiri satelita i svi su na sjeveru, geometrija satelita je loša. Rezultat je pogreška do 50-100 metara ili čak nemogućnost određivanja koordinata.

Sve četiri dimenzije su iz istog smjera, a područje na kojem se sijeku linije položaja je preveliko. Ali ako su 4 satelita ravnomjerno smještena na stranama horizonta, tada će se točnost značajno povećati. Geometrija satelita mjeri se geometrijskim faktorom PDOP (Position Dilution Of Precision). Idealna lokacija satelita odgovara PDOP = 1. Velike vrijednosti ukazuju na lošu geometriju satelita.

PDOP vrijednosti manje od 6,0 ​​smatraju se prikladnima za navigaciju. U 2D navigaciji koristi se HDOP (Horizontal Dilution Of Precision), manji od 4.0. Također se koriste okomiti geometrijski faktor VDOP manji od 4,5 i vremenski TDOP manji od 2,0. PDOP služi kao množitelj za greške iz drugih izvora. Svaki pseudo-domet koji izmjeri prijamnik ima vlastitu pogrešku, ovisno o atmosferskim smetnjama, pogreškama u efemeridama, SA modu, reflektiranom signalu i tako dalje.

Dakle, ako očekivane vrijednosti ukupnog signala kasne zbog ovih razloga, URE - User Range Error ili UERE - User Equivalent Range Error, na ruskom EDP - ekvivalentna pogreška daljinomjera, ukupno 20 metara i HDOP = 1,5, tada očekivano određivanje prostor pogreške bit će jednak 20 x 1,5 = 30 metara. GPS prijamnici drugačije prikazuju informacije za procjenu točnosti pomoću PDOP-a.

Uz PDOP ili HDOP koristi se GQ (Geometric Quality) - inverzna vrijednost HDOP-a, odnosno kvalitativna ocjena u bodovima. Mnogi moderni prijemnici prikazuju EPE (Estimated Position Error) izravno u jedinicama udaljenosti. EPE uzima u obzir lokaciju satelita i prognozu pogrešaka signala za svaki satelit ovisno o SA, stanju atmosfere i pogreškama satelitskog sata koji se prenose kao dio informacija o efemeridama.

Geometrija satelita također postaje problem kada se unutra koristi GPS prijemnik Vozilo, u gustoj šumi, planinama, u blizini visokih zgrada. Kada su signali pojedinačnih satelita blokirani, položaj preostalih satelita će odrediti koliko će GPS položaj biti točan, a njihov broj će pokazati može li se položaj uopće odrediti. Dobar GPS prijamnik pokazat će vam ne samo koji su sateliti u upotrebi, već i njihov položaj, azimut i elevaciju, tako da možete odrediti ima li određeni satelit poteškoća s prijemom.

Na temelju materijala iz knjige “Sve o GPS navigatorima.”
Naiman V.S., Samoilov A.E., Ilyin N.R., Sheinis A.I.