GPS este un sistem de navigație prin satelit care măsoară distanța, timpul și determină locația. Vă permite să determinați locația și viteza obiectelor oriunde pe Pământ (cu excepția regiunilor polare), în aproape orice vreme, precum și în spațiul cosmic din apropierea planetei. Sistemul este dezvoltat, implementat și operat de Departamentul Apărării al SUA.

Scurte caracteristici ale GPS-ului

Sistemul de navigație prin satelit al Departamentului de Apărare al SUA este GPS, numit și NAVSTAR. Sistemul este format din 24 sateliți artificiali de navigație (NES), complex de comandă-măsurare la sol și echipamente de consum. Este un sistem de navigație global, pentru orice vreme, care asigură determinarea coordonatelor obiectelor cu o precizie ridicată în spațiul tridimensional din apropierea Pământului. sateliți GPS plasate pe șase orbite mediu-înalte (altitudinea 20183 km) și au o perioadă orbitală de 12 ore.Planele orbitale sunt situate la intervale de 60° și sunt înclinate față de ecuator la un unghi de 55°. Există 4 sateliți pe fiecare orbită. 18 sateliți este numărul minim pentru a asigura vizibilitatea a cel puțin 4 sateliți în fiecare punct de pe Pământ.

Principiul de bază al utilizării sistemului este determinarea locației prin măsurarea distanțelor până la un obiect din puncte cu coordonate cunoscute - sateliți. Distanța este calculată prin timpul de întârziere al propagării semnalului de la trimiterea acestuia de către satelit până la recepția acestuia de către antena receptorului GPS. Adică, pentru a determina coordonatele tridimensionale, receptorul GPS trebuie să cunoască distanța până la trei sateliți și ora sistemului GPS. Astfel, semnalele de la cel puțin patru sateliți sunt folosite pentru a determina coordonatele și altitudinea receptorului.

Sistemul este conceput pentru a oferi navigație pentru aer și nave maritimeși sincronizare cu mare precizie. Poate fi folosit în modul de navigație bidimensional - determinarea 2D a parametrilor de navigație ai obiectelor de pe suprafața Pământului) și în modul tridimensional - 3D (măsurarea parametrilor de navigație ai obiectelor de deasupra suprafeței Pământului). Pentru a găsi poziția tridimensională a unui obiect, este necesar să se măsoare parametrii de navigare a cel puțin 4 NIS, iar pentru navigarea bidimensională - cel puțin 3 NIS. GPS folosește o metodă pseudo-telemetru pentru determinarea poziției și o metodă pseudo-radială pentru a găsi viteza unui obiect.

Pentru a îmbunătăți acuratețea rezultatele determinării sunt netezite cu ajutorul unui filtru Kalman. Sateliții GPS transmit semnale de navigație la două frecvențe: F1 = 1575,42 și F2 = 1227,60 MHz. Modul de radiație: continuu cu modulare pseudozgomot. Semnalele de navigație sunt un cod public C/A (curs și achiziție), transmis doar pe frecvența F1, și un cod P protejat (cod de precizie), emis pe frecvențele F1, F2.

În GPS, fiecare NIS are propriul său cod unic C/A și cod unic P. Acest tip de separare a semnalului de satelit se numește separare de cod. Permite echipamentelor de la bord să recunoască cărui satelit îi aparține semnalul atunci când toți transmit pe aceeași frecvență. GPS oferă două niveluri de servicii pentru clienți: Serviciul de poziționare precisă PPS și Serviciul de poziționare standard SPS PPS se bazează pe un cod precis, iar SPS - la dispozitia publicului. Nivelul de serviciu PPS este oferit serviciilor militare și federale ale SUA, iar SPS este oferit consumatorului civil de masă. semnale de navigație, satelitul transmite în mod regulat mesaje care conțin informații despre starea satelitului, efemeridele acestuia, ora sistemului, prognoza de întârziere ionosferică și indicatorii de performanță. Echipamentul GPS la bord constă dintr-o antenă și un indicator de receptor. PI include un receptor, un computer, unități de memorie, dispozitive de control și afișare. Blocurile de memorie stochează datele necesare, programe pentru rezolvarea problemelor și controlul funcționării indicatorului receptor. În funcție de scop, se folosesc două tipuri de echipamente de bord: speciale și pentru consumatorul de masă.Echipamentele speciale sunt concepute pentru a determina parametrii cinematici ai rachetelor, aeronavelor militare, navelor și navelor speciale. Când găsește parametrii obiectului, folosește codurile P și C/A. Acest echipament oferă practic determinări continue cu precizie: localizarea obiectului— 5+7 m, viteză — 0,05+0,15 m/s, timp — 5+15 ns

Principala aplicație a navigației sistem prin satelit GPS:

• Geodezie: folosind GPS, sunt determinate coordonatele exacte ale punctelor și limitelor terenurilor
• Cartografie: GPS-ul este utilizat în cartografia civilă și militară
• Navigație: GPS-ul este utilizat atât pentru navigație pe mare, cât și pentru navigație rutieră
• Monitorizarea prin satelit a transportului: folosind GPS, poziția și viteza vehiculelor sunt monitorizate, iar mișcarea acestora este controlată
• Celular: Primele telefoane mobile cu GPS au apărut în anii 90. În unele țări, cum ar fi SUA, aceasta este utilizată pentru a determina rapid locația unei persoane care sună la 911.
• Tectonica, tectonica plăcilor: folosind GPS-ul pentru a observa mișcările și vibrațiile plăcilor
• Recreere activă: există diverse jocuri care folosesc GPS, de exemplu, Geocaching etc.
• Geoetichetarea: informațiile, cum ar fi fotografiile, sunt „legate” la coordonate datorită receptoarelor GPS încorporate sau externe.

Determinarea coordonatelor consumatorului

Poziționarea după distanțe față de sateliți

Coordonatele locației sunt calculate pe baza distanțelor măsurate până la sateliți. Sunt necesare patru măsurători pentru a determina locația. Trei dimensiuni sunt suficiente dacă puteți exclude soluții neplauzibile de către altcineva moduri accesibile. O altă măsurătoare este necesară din motive tehnice.

Măsurarea distanței până la un satelit

Distanța până la un satelit este determinată prin măsurarea timpului necesar unui semnal radio pentru a călători de la satelit la noi. Atât satelitul, cât și receptorul generează același cod pseudo-aleatoriu strict simultan pe o scară de timp comună. Să stabilim cât de mult a durat semnalul de la satelit să ajungă la noi, comparând întârzierea codului său pseudo-aleatoriu în raport cu codul receptorului.

Asigurând sincronizarea perfectă

Cronometrarea precisă este cheia pentru măsurarea distanțelor până la sateliți. Sateliții sunt precisi în timp, deoarece au ceasuri atomice la bord. Ceasul receptorului poate să nu fie perfect, deoarece deriva sa poate fi eliminată folosind calcule trigonometrice. Pentru a obține această oportunitate, este necesar să se măsoare distanța până la al patrulea satelit. Necesitatea a patru măsurători este determinată de designul receptorului.

Determinarea poziției satelitului în spațiul cosmic.

Pentru a ne calcula coordonatele, trebuie să cunoaștem atât distanțele până la sateliți, cât și locația fiecăruia în spațiul cosmic. Sateliții GPS călătoresc atât de sus încât orbitele lor sunt foarte stabile și pot fi prezise cu mare precizie. Stațiile de urmărire măsoară în mod constant mici modificări ale orbitelor, iar datele despre aceste schimbări sunt transmise de la sateliți.

Întârzieri ale semnalelor ionosferice și atmosferice.

Există două metode care pot fi utilizate pentru a reduce eroarea la minimum. În primul rând, putem prezice care ar fi schimbarea tipică a vitezei într-o zi obișnuită, în condiții ionosferice medii și apoi să aplicăm o corecție tuturor măsurătorilor noastre. Dar, din păcate, nu toate zilele sunt obișnuite. O altă metodă este de a compara vitezele de propagare a două semnale cu frecvențe purtătoare diferite. Dacă comparăm timpul de propagare a două componente cu frecvență diferită ale semnalului GPS, putem afla ce fel de încetinire a avut loc. Această metodă de corecție este destul de complexă și este utilizată doar în cele mai avansate, așa-numitele receptoare GPS „dual-frequency”.

Căi multiple.

Un alt tip de eroare sunt erorile „multipath”. Acestea apar atunci când semnalele transmise de la un satelit sunt reflectate în mod repetat de obiectele și suprafețele din jur înainte de a ajunge la receptor.

Factorul geometric care reduce precizia.

Receptoarele bune sunt echipate cu proceduri de calcul care analizează pozițiile relative ale tuturor sateliților observabili și selectează patru candidați dintre ei, de exemplu. cei mai bine poziționați patru sateliți.

Precizia GPS rezultată.

Eroarea GPS rezultată este determinată de suma erorilor de la diverse surse. Contribuția fiecăruia variază în funcție de condițiile atmosferice și de calitatea echipamentului. În plus, precizia poate fi redusă în mod deliberat de către Departamentul de Apărare al SUA ca urmare a instalării așa-numitului mod S/A (Disponibilitate selectivă) pe sateliții GPS. Acest mod este conceput pentru a împiedica un potențial inamic să obțină un avantaj tactic în poziționarea GPS. Când și dacă acest mod este setat, creează cea mai semnificativă componentă a erorii totale GPS.

Concluzie:

Precizia măsurătorilor utilizarea GPS depinde de designul și clasa receptorului, de numărul și locația sateliților (în timp real), de starea ionosferei și a atmosferei Pământului (nori grei etc.), de prezența interferențelor și de alți factori. Dispozitivele GPS „casnice”, pentru utilizatorii „civili”, au o eroare de măsurare în intervalul de la ±3-5m la ±50m și mai mult (în medie, precizia reală, cu interferențe minime, dacă modelele noi, este de ±5-15 metri în plan). Precizia maximă posibilă atinge +/- 2-3 metri pe orizontală. Înălțime – de la ±10-50m până la ±100-150 metri. Altimetrul va fi mai precis dacă calibrați barometrul digital după cel mai apropiat punct cu o altitudine exactă cunoscută (de la un atlas obișnuit, de exemplu) pe un teren plat sau după presiunea atmosferică cunoscută (dacă nu se schimbă prea repede când vremea). schimbări). Contoare de înaltă precizie de „clasă geodezică” - mai precise cu două până la trei ordine de mărime (până la un centimetru, în plan și în înălțime). Precizia reală a măsurătorilor este determinată de diverși factori, de exemplu, distanța de la cea mai apropiată stație de bază (corecție) din zona de serviciu a sistemului, multiplicitatea (numărul de măsurători repetate / acumulări la un punct), controlul adecvat al calității muncii, nivelul de pregătirea și experiența practică a specialistului. Un astfel de echipament de înaltă precizie poate fi utilizat numai de organizații specializate, servicii speciale iar militarii.

Pentru a îmbunătăți acuratețea navigației Se recomandă să utilizați un receptor GPS într-un spațiu deschis (fără clădiri sau copaci în apropiere) cu un teren destul de plat și conectați un alt antenă externă. În scopuri de marketing, astfel de dispozitive sunt creditate cu „dublă fiabilitate și acuratețe” (referindu-se la cele două sisteme de satelit utilizate simultan, Glonass și Gypies), dar îmbunătățirea reală a parametrilor (acuratețe crescută a determinării coordonatelor) poate ajunge la doar până la câteva zeci de procente. Este posibilă doar o reducere vizibilă a timpului de pornire cald-cald și a duratei de măsurare

Calitatea măsurătorilor GPS se deteriorează dacă sateliții sunt localizați pe cer într-un fascicul dens sau pe o linie și „departe” - în apropierea orizontului (toate acestea se numesc „geometrie proastă”) și există interferențe de semnal (cladiri înalte blocarea semnalului, copaci, munți abrupți din apropiere, reflectând semnalul). Pe partea de zi a Pământului (lit, in acest moment, Soare) - după trecerea prin plasma ionosferică, semnalele radio sunt slăbite și distorsionate cu un ordin de mărime mai puternic decât noaptea. În timpul unei furtuni geomagnetice, după erupții solare puternice, sunt posibile întreruperi și întreruperi lungi în funcționarea echipamentelor de navigație prin satelit.

Precizia reală a GPS-ului depinde de tipul de receptor GPS și de caracteristicile colectării și procesării datelor. Cu cât mai multe canale (trebuie să fie cel puțin 8) în navigator, cu atât mai precis și mai rapid sunt determinați parametrii corecti. Când primiți „date auxiliare ale serverului de locație A-GPS” prin internet (prin transfer de pachete de date, în telefoane și smartphone-uri), viteza de determinare a coordonatelor și a locației pe hartă crește

WAAS (Wide Area Augmentation System, pe continentul american) și EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Services, în Europa) - subsisteme diferențiale care transmit prin geostaționare (la altitudini de la 36 mii km la latitudini inferioare până la 40 mii kilometri deasupra latitudinilor mijlocii și înalte) sateliți care corectează informații la receptorii GPS (se introduc corecții). Ele pot îmbunătăți calitatea poziționării unui rover (de câmp, receptor mobil) dacă stațiile de corecție de bază la sol (receptoare staționare de semnal de referință care au deja o referință de coordonate de înaltă precizie) sunt amplasate și funcționează în apropiere. În acest caz, receptorii de câmp și de bază trebuie să urmărească simultan sateliții cu același nume.

Pentru a crește viteza de măsurare Se recomandă utilizarea unui receptor cu mai multe canale (8 canale sau mai multe) cu o antenă externă. Cel puțin trei sateliți GPS trebuie să fie vizibili. Cu cât sunt mai multe, cu atât rezultatul este mai bun. De asemenea, este necesară o bună vizibilitate a cerului (orizont deschis). O pornire rapidă, „fierbinte” (care durează în primele secunde) sau „pornire la cald” (o jumătate de minut sau un minut, în timp) a dispozitivului receptor este posibilă dacă acesta conține un almanah actualizat, proaspăt. În cazul în care navigatorul nu a fost folosit o perioadă lungă de timp, receptorul este forțat să primească almanahul complet și, atunci când este pornit, va produce pornire la rece(dacă dispozitivul acceptă AGPS, atunci mai rapid - până la câteva secunde). Pentru a determina numai coordonatele orizontale (latitudine/longitudine) poate fi suficient trei semnale sateliți. Pentru a obține coordonate tridimensionale (cu înălțime), sunt necesare cel puțin patru coordonate. Nevoia de a-ți crea propriul tău sistem casnic navigația se datorează faptului că GPS-ul este american, potențiali adversari care pot oricând, în interesele lor militare și geopolitice, să dezactiveze selectiv, să îl „blocheze”, să îl modifice în orice regiune sau să crească o eroare artificială, sistematică, în coordonate ( pt. consumatori străini ai acestui serviciu), care este mereu prezent pe timp de pace.

Adevărul că totul se învață prin comparație este primul lucru care vă va ajuta să înțelegeți cât de precise sunt sistemele de navigație. Dacă „începi de la aragaz”, atunci navigația modernă poate fi comparată cu găsirea drumului după soare și stele. Acum sateliții Pământului pot fi considerați stele. Primirea semnalelor de la ei către dispozitivul dvs. GPS este ca un mecanism care își mișcă mâinile.

Dacă fenomenele atmosferice sau provocate de om nu interferează - densitatea specială a norilor sau apropierea de zgârie-nori și multe rute aeriene de cabluri electrice, navigatorul dvs. va lucra în Mod normal, iar precizia sa va fi stabilă. O anumită prudență în această evaluare este asociată nu atât cu aceste interferențe - navigatorul le face față în câteva clipe - ci, surprinzător, cu departamentul militar al SUA. Faptul este că, prin deschiderea accesului la utilizarea civilă a sistemului lor prin satelit, serviciile relevante din Statele Unite și-au configurat activitatea astfel încât nimeni, în afară de ei înșiși, să nu se gândească să folosească cel mai mult navigare precisăîn scopuri militare.

Următorul cel mai precis Navigatoare GPS– receptori geodezici. Ei au o cantitate mare canalele de comunicație și rezistența la interferență, eroarea lor este de 1 cm.Sunt urmate de mai puțin de navigatori precisi, folosit în spații deschise. Clasa turistică a motoarelor de căutare vă va determina locația cu o precizie de 10 metri, iar cu o astfel de abatere nesemnificativă vă va arăta calea cea bună.

Navigatorii auto care operează într-un spațiu interior închis au o eroare suplimentară. Dar pentru orientare pe drum este nesemnificativ. Eroarea este redusă la minimum de către navigatorul însuși. Șoferii au și un astfel de asistent precum un modul GSM, din care devine clară situația actuală a traficului.

Pentru a crește precizia, există instrumente suplimentare, de exemplu, un receptor diferențial care funcționează în sistemul GPS și corectează erorile făcute de acest sistem. GPS-ul este nevoie în special de salvatori și echipe de căutare, oameni de știință care trebuie să determine cea mai precisă oră.

Există probleme de precizie asociate nu cu navigația prin satelit, ci cu fiabilitatea a ceea ce este furnizat pentru utilizare carduri electroniceși completări de servicii la acestea. Cea mai mare precizie, desigur, este oferită de hărțile Yandex actualizate constant. Și în sfârșit, navigatoarele GPS, care se găsesc și în telefoanele mobile. Deși instalarea aplicațiilor în ele nu are o alegere largă, există și capabilități „native”. telefon mobil Internetul este suficient pentru o urmărire mai mult sau mai puțin stabilă și precisă pe drum.

Nu vă place că GPS-ul de pe Android durează prea mult pentru a „căuta și achiziționa sateliți”? Precizia locației este mai slabă de 10 metri? Credeai că „așa funcționează de fapt GPS-ul”? Nimic de genul asta. GPS-ul dvs. poate oferi o precizie de +-5 metri sau chiar mai precis. Și vă voi spune cum să realizați acest lucru. Și nu mai sunt „patch-uri” sau terțe părți și „gemoragice” în utilizarea „utilităților GPS care accelerează căutarea sateliților și măresc precizia”. Tot ce ai nevoie se află în dispozitivul tău. Producătorul introduce pur și simplu „calibrări” „medie ușoare” acolo - desigur, nu va calibra fiecare telefon individual. Și unde este producătorul? În China, dar trebuie să calibrezi unde îl folosești de fapt. Instrucțiunile de mai jos au fost colectate de mine din diferite surse în părți și verificate, cu excepția părții „asigurarea preciziei maxime”, pe care o voi verifica mai târziu și o voi completa, dar chiar și fără acesta, timp „Pornire la rece” GPS, după repornirea telefonului, a fost posibil să îl aduceți la mai puțin de 20 de secunde, în loc de 1-2 minute înainte de calibrare. În același timp, capturarea primilor sateliți are loc în mai puțin de 3-4 secunde, iar „captura GPS” (localizare prin sateliți, când „căutarea GPS” încetează să clipească și corpul trece la lucru pe sateliți) - mai puțin de 10 secunde (uneori până la 40 de secunde, dar mai rar - în funcție de precizia ceasului tău inteligent și de vizibilitatea satelitului).
Pentru a decide pe care o preferați, puteți citi impresii ale ambelor metode aici:. Recomand personal „metoda de calibrare GPS nativă” (descrisă mai jos) - dă aceleași rezultate și, în opinia mea, este mult de preferat și mai ușor de utilizat.
Trebuie remarcat faptul că, cu ajutorul programului descris aici: viteza de activare din starea „rece” este încă puțin mai rapidă. dar mai hegemonic, şi datorită „pătrunderii profunde în sistem GPS Android", poate „arunca jos” calibrările „sistemului său nativ”, care sunt discutate mai jos. Plus tot ce trebuie făcut cu ajutorul său, înainte de fiecare pornirea GPS-ului face lansarea folosind-o cu adevărat mai lentă decât în ​​opțiunea prezentată în această notă.

Adăugat 30.08.2013. Înainte de a începe calibrarea, priviți această notă și urmați procedurile descrise în ea: . Acest lucru este valabil mai ales dacă aveți probleme serioase cu GPS-ul, cum ar fi „ține foarte prost sateliții” și „blocarea” „cade” la cea mai mică slăbire a semnalului, plus după aceea, GPS-ul va „ține” mai mulți sateliți. în același timp, ceea ce va îmbunătăți atât stabilitatea, cât și precizia. Fără aceste proceduri, nu aș putea „readuce GPS-ul la normal” sub JB 4.1.1 Cink King. Apoi efectuați calibrarea conform metodei. prezentate mai jos în această notă.

*font italic Sunt evidențiate punctele necesare pentru a obține o precizie general posibilă teoretic. Literele italice pot fi omise, acest lucru va reduce ușor precizia (de fapt de 2 ori) și nu va afecta viteza de „pornire la rece”.
**Înainte de procedură, aflați codul pentru meniul de inginerie al dispozitivului dvs. - veți avea nevoie de el.

1. Precizie GPS, și în special viteza de „captură după o pornire la rece”, depind în mare măsură de acuratețea setării timpului de pe dispozitiv. De obicei, în setările „Dată și oră”, este setat „sincronizarea timpului prin rețea”. l-am avut si eu. Dar, după cum s-a dovedit, dispozitivul folosește semnalul celular al operatorului pentru a seta ora, care în unele cazuri poate oferi o precizie de setare a timpului mai slabă decât + - câteva minute, iar în cazul meu (Kiev, operator Life) a dat o diferență față de cea reală. timp de până la 3 secunde. În general, fecale, și nu „semnale de timp exacte”. Există, de asemenea, opțiunea de a „determina ora folosind GPS”, dar dacă nu locuiți într-un sat, atunci acest lucru va consuma multă baterie și va fi de puțin folos - nici într-un apartament, nici la metrou , nici într-un microbuz, nici în birou... Ei bine, ai înțeles ideea.
   Prin urmare, să ne ocupăm mai întâi de setarea celui mai precis timp posibil. Pentru asta am stabilit program gratuit ClockSync, de aici: https://play.google.com/store/apps/details?id=ru.org.amip.ClockSync&hl=ru, îl puteți obține și de aici: http://4pda.ru/forum /index.php?showtopic=171610 . Puteți folosi și tehnica pe care am descris-o aici: - nu necesită instalare programe suplimentare, dar necesită editarea manuală a mai multor sisteme fișierele de configurare.
   În continuare, decidem cu privire la serverul de timp exact de referință pe care îl vom folosi. Este important ca acesta să fie cât mai aproape de tine și ca timpul de ping să fie minim. Pentru început, adresele „piscinelor” - pentru Ucraina aceasta este ua.pool.ntp.org, pentru Rusia ru.pool.ntp.org. Dacă vă aflați în altă țară, căutați aici: http://www.pool.ntp.org/ru/.
   Acum lansăm terminalul și în el comanda „ping ua.pool.ntp.org” și ne uităm la timpul de răspuns. Facem acest lucru de 10 ori - de fiecare dată va contacta un server „pool” aleatoriu și, de obicei, unul diferit. Chiar și pentru Ucraina, timpul de „răspuns” pentru servere diferite variază de la 5 la 60ms (pe uscat), să nu mai vorbim de Rusia cu dimensiunea sa. În consecință, notăm adresa IP a serverului al cărui timp de răspuns este minim. O vom folosi.
   Lansați programul ClockSync instalat, Meniu > setări. Primul punct" server NTP". Introduceți acolo adresa IP selectată. Apoi, bifați caseta „sincronizare automată”, apoi selectați „Interval”. Cu cât intervalul este mai mic, cu atât mai des va avea loc sincronizarea, iar acesta este „puțin trafic și mult baterie”, pe de altă parte, dispozitivul meu în 3 ore „dispărește” cu până la 160-180 milisecunde... M-am oprit la 3 ore deocamdată. Apoi, nu trebuie să bifați caseta de selectare „interval exact” - va economisi puțin bateria, am verificat-o personal. „Modul de înaltă precizie” - verificați-l, mai ales că uneori sincronizarea va avea loc transmitere celulară date la o viteză foarte instabilă (nu trebuie să o setați - precizia va scădea, dar consumul bateriei în timpul sincronizării va scădea semnificativ). De asemenea, setăm „definiți fusul orar”,
   Ieșiți din meniul de setări, faceți clic pe „meniu” și selectați „sincronizare” - cât de mult este dispozitivul dvs. „în trecut” poate fi văzut pe ecran. Da, în meniul de setări, după o zi, puteți vedea cât de rapid/întârziere este ceasul dispozitivului dvs. pe zi (Fly IQ 450 este de 9,21 secunde pe zi).
   Sincronizarea automată a orei PS este posibilă numai pe un dispozitiv „rădăcinat”. Dacă nu sunteți rootat, există în program " mod manual", dar precizia nu va fi aceeași.
   Notă - adăugată mai târziu. Există și o a doua modalitate de a sincroniza cu precizie timpul, fără a instala un program suplimentar, am descris-o aici:. După compararea rezultatelor, am ales această metodă, dar necesită o anumită editare a fișierelor de configurare.
   De asemenea, este recomandabil, dacă aveți un dispozitiv rootat, să editați fișierul /system/etc/gps.conf. Și anume, în prima linie, după „NTP_SERVER=", înlocuiți cel „implicit” indicat acolo cu unul mai potrivit pentru țara dvs. - de exemplu, pentru Ucraina la ua.pool.ntp.org, sau chiar cu un definit anterior Adresa IP, dar aceasta va fi mai puțin universală și uneori plină de eșecuri dacă un anumit server nu funcționează, așa că ua.pool.ntp.org este mai universal, dar adresa IP din acest domeniu poate accelera și mai mult pornirea inițială la rece. Editarea se poate face folosind „Root Explorer”.
   Cu timpul ne-am dat seama. Mai departe.
2. Să mergem la setările telefonului. Locație. Marcam articolele: „După coordonatele rețelei”, „Sateliți GPS”, „Date auxiliare”, „AGPS”, restul este „după gust”. Acum accesați elementul „Setări EPO”. Opriți „EPO” în timpul calibrării. Toată lumea este aici.
3. Se lansează Google Earth , În setări, îl comutăm pentru a afișa coordonatele în format de grade și fracții. Cautam un loc in apropiere unde vom efectua calibrarea. Ar trebui să fie un loc destul de deschis, cum ar fi un pătrat. Selectăm punctul în care vom sta în timpul calibrării (selectăm semnele pentru a sta exact în el mai târziu), îndreptăm cursorul spre el și notăm coordonatele afișate până la ultima cifră. Pregătirea s-a terminat – să mergem „la câmp” :) cu telefonul.
4. Dacă ați folosit p3- stăm EXACT în punctul pe care l-am selectat anterior. Lansați „root explorer”, accesați folderul /data/misc, ștergeți fișierul mtkgps.dat. Descărcăm cele mai recente date AGPS - de exemplu, prin programul GPS Status (meniu>instrumente>Date AGPS>Download). Verificăm ora, de exemplu cu programul ClockSync (o verificăm de mai multe ori, ne uităm la abaterea tipică, apoi facem clic pe sincronizare - cum să folosiți programul și de unde să-l obținem - vedeți mai devreme în articolul despre calibrarea timpului). Accesați meniul de inginerie, LocationBasedServices, selectați „GPS” în meniu și apăsați butonul „GPS” (inscripția de pe acesta se va schimba de la OFF la ON). Accesați „Vizualizare”. Așteptăm până când apare „remedierea” (indicatorul GPS nu mai clipește), apoi timp de cel puțin încă 2 minute. Apoi faceți clic pe RefPosition și, în ferestrele care apar, introduceți coordonatele scrise anterior din Google Earth pentru punctul în care calibrați (acolo vor fi zerouri). Faceți clic pe "OK". Mergeți din nou la ecranul View și așteptați după "repararea" pentru cel putin 2x minute, de preferat 5 minute. Ne intoarcem la meniul de inginerie. Dacă pasul 3 nu a fost efectuat, alegeți pur și simplu orice loc destul de deschis. Scoaterea- nici măcar nu încercați să faceți calibrarea pe balcon sau „de la fereastră” - o veți face doar mai rău.
5. ****De asemenea, puteți verifica corectitudinea alegerii dvs. înainte de calibrare Cartele SIM pentru AGPS - dacă operatorul dvs. de telefonie mobilă este glitchy și există două carduri și doi operatori, atunci îl puteți alege pe cel mai puțin glitchy; acest lucru, dacă a fost selectat „glitchy”, poate accelera semnificativ GPS functioneaza, iar apoi „reînvie” procedura „GPS complet defect” este descrisă la sfârșitul notei.
6. Accesați „Meniul Inginerie”(pentru FLY IQ 450 al meu și multe clone chinezești, acesta este codul *#*#3646633#*#*, pe care îl formăm acolo unde de obicei formați numărul de telefon când apelați, este posibil să aveți unul diferit). Găsiți „Locația YGPS” și lansați-l. Țineți telefonul pe verticală.
7. Accesați fila Informații. Faceți clic pe butonul „Complet”.
8. Accesați fila „Sateliți”., așteptați să apară cel puțin 5 sateliți (de preferință mai mulți - am avut 11 dintre ei la configurare), iar după ce aceștia „apar și devin verde”, așteptați cel puțin încă 2 minute, ținând dispozitivul nemișcat (poate fi mai lung - nu va fi mai rău - doar mai bine). Aceasta este calibrarea inițială. Mi-a luat aproximativ 3 minute, dar pentru unele dispozitive, conform recenziilor, poate dura până la jumătate de oră.
9. Accesați Informații", faceți clic pe „Rece”. Continuați ca la punctul 8. Repetați punctul 9 de 3 ori. Mai mult este posibil.
10. Înapoi la Informații. Faceți clic pe „Călduț”. mai departe, ca în paragraful 8. Nu este nevoie să o mai repeți.
11. Înapoi la informații". Faceți clic pe „Fierbinte”. Continuați ca la pasul 8.
12. Dacă ați urmat pasul 3, accesați meniul de inginerie, selectați elementul „LocationBasedService”, accesați fila „Vizualizare” (nu uitați să activați GPS așa cum este descris la pasul 4) și așteptați până când se stabilesc sateliții maximi. Minimum 7, mai bine mai mult (cu cat mai mult, cu atat calibrarea este mai precisa), iar dupa ce se determina maximul mai asteptati inca 2 minute. Apoi accesați fila GPS și faceți clic pe „RefPosition”. Veți avea două numere, din cel pe care l-ați înregistrat anterior folosind Google Earth, cel mai probabil vor diferi în miimi. Corectați ambele cu cele pe care le-ați notat mai devreme la pasul 3. Faceți clic pe „OK”. Acum accesați fila GPS și așteptați timp de 5 minute ținând telefonul nemișcat. Aici, în acest loc - cu cât mai lung, cu atât mai bine. Programul GPS, după ce a primit coordonate reale, le compară cu cele pe care le „obține” și face corecții. clarificându-le. Mai jos în fereastră veți vedea un contor de „proces” și date care se modifică din când în când.
13. Ieșiți din meniul de inginerie și reporniți telefonul.
14. Toate. Ne bucurăm de GPS-ul rapid și precis.

După respectarea completă a instrucțiunilor, precizia reală de determinare a poziției (calculată din google earth și nu cea afișată de GPS-ul propriu-zis) a fost de ~2,3-2,5 metri (GPS a arătat o precizie de 5-6 metri în stare), cu 9 sateliți „vizibili” și 8 metri (GPS a arătat o precizie de 10,5 metri în stare) cu 7 sateliți vizibili - sateliții se mișcă și nu se întâmplă din când în când în sensul de zi cu zi.

PS Dacă veți folosi și programul descris aici: atunci vă rugăm să rețineți că trebuie să calibrați după ce îl instalați. Și dacă este dezinstalat, calibrați-l din nou - resetează datele de calibrare în timpul dezinstalării, iar GPS-ul începe din nou să „căute sateliți timp de câteva minute”. Încărcarea datelor sale de „accelerare” nu PARE să afecteze calibrarea, dar nici nu are sens - diferența de viteză este „în limitele erorii statistice”. Dar se pare că acuratețea reală este puțin mai bună, cu date proaspăt descărcate (cu 20 la sută, dar și în cadrul erorii statistice în esență). De asemenea, rețineți că datele descărcate din programul de mai sus devin rapid depășite, iar după o zi sau două, dimpotrivă, va încetini GPS-ul și va reduce acuratețea (comparativ cu unul nativ simplu calibrat normal folosind metoda descrisă mai sus în acest articol). În plus, l-am dat jos nafik :) Bo, în primul rând, nu este necesar, iar în al doilea rând, cu el puteți obține „GPS care nu determină nimic” dacă ați uitat să descărcați date noi. Chiar dacă ați făcut clic pe butonul „resetați datele descărcate” și nu lansați programul în sine. Cel puțin asta mi s-a întâmplat o dată - nu am verificat din nou grebla.

PPS Există zvonuri pe net că „pornirea datelor EPO” (datele GPS specifice pentru cipurile MTK), care dă o oarecare accelerare a „pornirii la rece”, reduce numărul de „sateliți capturați”. Acest lucru este puțin probabil. Numărul de sateliți capturați este determinat de „numărul lor deasupra capului în acest moment” și de înălțimea lor deasupra orizontului (în oraș, cei de deasupra orizontului nu sunt de obicei vizibili). Dar totuși, la calibrare este mai bine să-l opriți. Și utilizați numai dacă călătoriți într-un loc unde este posibil ca internetul să nu fie disponibil. Apoi vă va oferi o accelerare reală a lansării (descărcă date cu o lună înainte). Într-o situație normală, este mai bine să utilizați numai AGPS - datele sale sunt mai proaspete și, prin urmare, mai precise, astfel încât viteza de „pornire” cu acesta este de obicei mai mare.

PPPS Mai jos sunt „informații de referință” pentru cei care au primit un dispozitiv cu un GPS complet nefuncțional. Merită să-l verificați - motivul poate fi că aveți ceva diferit de următoarele enumerate în setările dvs.:

ÎN meniul de inginerie, în elementul LocationbasedService, în fila AGP S:

Activați A-GPS, MSB, Profil utilizator, Șablon SLP - GOOGLE, supl.google.com, 7275, Activare TLS, RRLP, IMSI, K-Value trebuie să fie activate.
Precizie orizontală - 22, Precizie verticală - 0, Vârsta locației - 0, Întârziere - 0. Este selectată estimarea locației.
*********Selectarea unei cartele SIM pentru AGPS
Accesați fila NET - selectați - faceți clic pe uitați-vă pe hartă (fila Hartă), acolo ar trebui să apară adresa unde vă aflați sau aproape de aceasta. Facem același lucru cu . Comparăm ceea ce este mai precis cu poziția dvs. reală, iar pe fila AGPS selectați cartela SIM preferată.
În fila AGPS, faceți clic
Da, dacă oricare dintre lucrurile enumerate în acest PS diferă de setările dispozitivului dvs. sau dacă ați schimbat cartela SIM la care aveți AGPS atașat, trebuie să efectuați o nouă calibrare.

PS Despre influența preciziei ceasului asupra timpului de pornire la rece a GPS-ului.

Din „locul inconvenient” - un balcon, totul deasupra este acoperit cu beton, o curte-fântână - case pe 4 laturi, cerul este „o bucată de sus”, 4 sateliți abia se văd (atunci abia se văd 3 , iar al 4-lea apare și dispare). telefonul a fost calibrat conform metodei descrise mai sus (înainte de calibrare, nu a existat deloc captură în aceste condiții). Ceasul „întârzie” cu ~160 ms (au trecut 2 ore de când ceasul a fost calibrat de programul ClockSync). Timp de pornire la rece ~250-300 sec. După calibrarea forțată a timpului de către programul ClockSync, timpul de „pornire la rece” este de ~100 de secunde. Acestea sunt însă condițiile. în care GPS-ul de obicei nu funcționează deloc, dar ilustrează clar efectul preciziei ceasului asupra timpului de „pornire la rece”.

PPS Pentru a forța încărcarea datelor AGPS, de exemplu, dacă sunteți departe de locul de unde au fost descărcate - de exemplu, ați mers 200 de kilometri pentru pescuit/vacanță etc., iar datele AGPS descărcate acasă au devenit irelevante, ceea ce poate afecta negativ timpul de „pornire la rece”.

Puteți utiliza programul de stare GPS de aici: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.eclipsim.gpsstatus2&hl=ru. Lansați acest program. În stânga jos, sub „cercul de coordonate” este vârsta datelor AGPS în ore. Faceți clic pe Meniu > Instrumente > Date A-GPS. Apoi „descărcați”.

Eroare specială

Motivul principal Erorile de date GPS nu mai sunt o problemă. La 2 mai 2000, la 5:05 a.m. (MEZ), așa-numita Eroare Specială (SA) a fost oprită. O eroare specială este o falsificare artificială a timpului în semnalul L1 transmis de satelit. Pentru receptoarele GPS civile, această eroare a condus la determinarea mai puțin precisă a coordonatelor. (eroare de aproximativ 50 m în câteva minute).

În plus, datele primite au fost transmise cu mai puțină acuratețe, ceea ce înseamnă că poziția transmisă a satelitului nu a fost corectă. Astfel, în câteva ore, apare o inexactitate de 50-150 m în datele de poziție.În zilele în care eroarea specială era activă, dispozitivele GPS civile aveau o inexactitate de aproximativ 10 metri, iar astăzi este de 20 sau de obicei chiar mai puțin. . Oprirea erorii de eșantionare a îmbunătățit în principal acuratețea datelor de altitudine.

Motivul erorii speciale a fost siguranța. De exemplu, teroriștii nu ar trebui să poată detecta șantiere importante folosind arme telecomandă. În timpul primului război din Golf din 1990, eroarea specială a fost parțial dezactivată deoarece... Trupelor americane le lipseau receptoarele GPS militare. Au fost achiziționate 10.000 de dispozitive GPS civile (Magellan și Trimble), care au făcut posibilă navigarea liberă și precisă pe terenul deșert. Eroarea specială a fost dezactivată din cauza utilizării pe scară largă a sistemelor GPS în întreaga lume. Următoarele două arată grafica Cum s-a schimbat precizia determinării coordonatelor după dezactivarea erorii speciale. Lungimea limitei diagramelor este de 200 de metri, datele au fost obținute la 1 mai 2000 și 3 mai 2000, într-o perioadă de 24 de ore fiecare. În timp ce coordonatele cu o eroare specială se află pe o rază de 45 de metri, fără aceasta, 95% din toate punctele se află pe o rază de 6,3 metri.

„Geometria sateliților”

Un alt factor care afectează acuratețea determinării coordonatelor este „geometria sateliților”. Geometria satelitului descrie pozițiile sateliților unul față de celălalt din punctul de vedere al receptorului.

Dacă receptorul vede 4 sateliți și toți sunt localizați, de exemplu, în nord-vest, atunci acest lucru va duce la o geometrie „proasta”. În cel mai rău caz, detectarea locației va fi complet imposibilă atunci când toate distanțele detectate sunt îndreptate în aceeași direcție. Chiar dacă locația este recunoscută, eroarea poate ajunge la 100 - 150 m. Dacă acești 4 sateliți sunt bine repartizați pe tot cerul, atunci precizia locației determinate va fi mult mai mare. Să presupunem că sateliții sunt localizați în nord, est, sud și vest, formând unghiuri de 90 de grade unul față de celălalt. ÎN în acest caz, distanțele pot fi măsurate în patru directii diferite, care caracterizează geometria „bună” a sateliților.

Dacă doi sateliți sunt în cea mai bună poziție față de receptor, atunci unghiul dintre receptor și sateliți este de 90 de grade. Timpul de călătorie a semnalului nu poate fi absolut sigur, așa cum sa discutat mai devreme. Prin urmare, pozițiile posibile sunt marcate cu cercuri negre. Punctul de intersecție (A) al celor două cercuri este destul de mic și este indicat de un câmp pătrat albastru, ceea ce înseamnă că coordonatele determinate vor fi destul de precise.

Dacă sateliții sunt localizați aproape într-o singură linie față de receptor, atunci, după cum puteți vedea, vom obține o zonă mai mare la punctul de vedere și, prin urmare, o precizie mai mică.

Geometria sateliților depinde foarte mult și de mașinile înalte sau dacă utilizați instrumentul într-o mașină. Dacă vreunul dintre semnale este blocat, sateliții rămași vor încerca să determine coordonatele, dacă acest lucru este posibil. Acest lucru se poate întâmpla adesea în clădiri când sunteți aproape de ferestre. Dacă determinarea locației este posibilă, în majoritatea cazurilor aceasta nu va fi exactă. Cu cât mai multă parte a cerului este blocată de orice obiect, cu atât devine mai dificil să se determine coordonatele.

Majoritatea receptoarelor GPS nu arată doar numărul de sateliți „prinși”, ci și poziția lor pe cer. Acest lucru permite utilizatorului să judece dacă un anumit satelit este ascuns de un obiect și dacă datele vor deveni inexacte atunci când se mișcă doar câțiva metri.

Producătorii majorității instrumentelor oferă propria lor formulare a preciziei valorilor măsurate, care depinde în principal de diverși factori. (despre care producătorul este reticent să vorbească).

Valorile DOP (Dilution of Precision) sunt utilizate în primul rând pentru a determina calitatea geometriei satelitului. În funcție de factorii utilizați pentru a calcula valorile DOP, sunt posibile diferite opțiuni:

• GDOP(Diluția geometrică a preciziei); Precizie deplină; Coordonatele 3D și ora
• PDOP(Diluția pozițională a preciziei); Precizia poziției; Coordonatele 3D
• HDOP(Diluția orizontală a preciziei); Precizie orizontală; Coordonate 2D
• VDOP(Diluția verticală a preciziei); Precizie pe verticală; înălţime
• TDOP(Diluarea în timp a preciziei); precizie temporală; timp

Valorile HDOP sub 4 sunt bune, peste 8 sunt rele. Valorile HDOP se înrăutățesc dacă sateliții „prinși” sunt sus pe cer, deasupra receptorului. Pe de altă parte, valorile VDOP se înrăutățesc cu cât sateliții sunt mai aproape de orizont, iar valorile PDOP sunt bune când există sateliți direct deasupra capului și încă trei răspândiți la orizont. Pentru determinarea exactă a locației, valoarea GDOP nu trebuie să fie mai mică de 5. Valorile PDOP, HDOP și VDOP fac parte din datele NMEA GPGSA.

Geometria sateliților nu este cauza erorii în determinarea situatiei, care poate fi măsurat în metri. De fapt, valoarea DOP amplifică alte inexactități. Valori mari DOP crește alte erori mai mult decât valori scăzute DOP.

Eroarea care apare în determinarea poziției datorită geometriei sateliților depinde și de latitudinea la care se află receptorul. Acest lucru este prezentat în diagramele de mai jos. Diagrama din stânga arată incertitudinea înălțimii (curba este afișată cu o eroare specială la început) care a fost înregistrată în Wuhan (China). Wuhan este situat la 30,5° latitudine nordică și este cel mai bun loc în care constelația de sateliți este întotdeauna perfectă. Diagrama din dreapta arată același interval înregistrat la stația Kasei din Antarctica (66,3°S latitudine). Datorită constelației mai puțin decât ideale de sateliți de la această latitudine, din când în când au apărut erori mai grave. În plus, eroarea apare din cauza influenței atmosferei - cu cât mai aproape de poli, cu atât eroarea este mai mare.

Orbitele satelitului

Deși sateliții se află pe orbite destul de bine definite, ușoare abateri de la orbite sunt încă posibile din cauza gravitației. Soarele și Luna au o influență redusă asupra orbitelor. Datele de orbită sunt ajustate și corectate în mod constant și sunt trimise în mod regulat la receptor în memoria empirică. Prin urmare, impactul asupra preciziei determinarea locației este destul de mică și dacă apare o eroare, aceasta nu este mai mare de 2 metri.

Efectele reflexiilor semnalului

Efectul apare din cauza reflectării semnalelor satelit de la alte obiecte. Pentru semnalele GPS, acest efect apare în principal în vecinătatea clădirilor mari sau a altor obiecte. Semnalul reflectat durează mai mult până la finalizare decât semnalul direct. Eroarea va fi de doar câțiva metri.

Efecte atmosferice

O altă sursă de inexactitate este scăderea vitezei de propagare a semnalului în troposferă și ionosferă. Viteza de propagare a semnalului spațiul cosmic egală cu viteza luminii, iar în ionosferă și troposferă este mai mică. În atmosferă la o altitudine de 80 - 400 km, se creează energia solară un numar mare de ioni încărcați pozitiv. Electronii și ionii sunt concentrați în cele patru straturi conductoare ale ionosferei (straturile D-, E-, F1- și F2).
Aceste straturi refractează undele electromagnetice emanate de la sateliți, ceea ce mărește timpul de tranzit al semnalelor. Practic, aceste erori sunt corectate de acțiunile de calcul ale receptorului. Sunt bine cunoscute diferite opțiuni de viteză la trecerea prin ionosferă pentru frecvențe joase și înalte conditii normale. Aceste valori sunt utilizate la calcularea coordonatelor locației. Cu toate acestea, receptorii civili nu se pot adapta pentru modificări neașteptate ale transmisiei semnalului, care pot fi cauzate de vânturile solare puternice.

Se știe că în timpul trecerii ionosferei, undele electromagnetice încetinesc invers proporțional cu aria frecvenței lor (1/f2). Aceasta înseamnă că undele electromagnetice de joasă frecvență încetinesc mai repede decât undele electromagnetice de înaltă frecvență. Dacă semnalele de înaltă și joasă frecvență care au ajuns la receptor ar permite să fie analizată diferența dintre timpii lor de sosire, atunci s-ar calcula și timpul de trecere prin ionosferă. Militar Receptoare GPS Ei folosesc semnale de două frecvențe (L1 și L2), care se comportă diferit în ionosferă, iar acest lucru elimină o altă eroare în calcule.

Influența troposferei este următorul motiv pentru care timpul de călătorie a semnalului crește datorită refracției. Cauzele refracției sunt concentrații diferite de vapori de apă în troposferă, în funcție de vreme. Această eroare nu este la fel de mare ca eroarea care apare la trecerea prin ionosferă, dar nu poate fi eliminată prin calcul. Pentru a corecta această eroare, în calcul este utilizată o corecție aproximativă.

Următoarele două grafice arată eroarea ionosferică. Datele afișate în stânga au fost obținute cu un receptor cu o singură frecvență, care nu poate corecta eroarea ionosferică. Graficul din dreapta a fost obținut cu un receptor cu frecvență duală care poate corecta eroarea ionosferică. Ambele diagrame au aproximativ aceeași scară (Stânga: Latitudine -15m până la +10m, Longitudine -10m până la +20m. Dreapta: Latitudine -12m până la +8m, Longitudine -10m până la +20m). Graficul din dreapta arată o precizie mai mare.

Folosind WAAS și EGNOS puteți configura „hărți” ale condițiilor meteorologice din diferite regiuni. Datele corectate sunt trimise la receptor și îmbunătățesc semnificativ acuratețea.

Inexactitatea ceasului și erori de rotunjire

Chiar dacă ora receptorului este sincronizată cu ora satelitului în timpul determinării poziției, există totuși o inexactitate a timpului, ceea ce duce la o eroare de 2 m în determinarea poziției. Erorile de calcul de rotunjire și de recepție au o eroare de aproximativ 1 m.

Efecte relativiste

ÎN aceasta sectiune Nu explicatie completa teoria relativitatii. În viața de zi cu zi nu suntem conștienți de importanța teoriei relativității. Cu toate acestea, această teorie afectează multe procese, inclusiv buna funcționare a sistemului GPS. Această influență va fi explicată pe scurt mai jos.

După cum știm, timpul este unul dintre factorii principali navigație GPSși ar trebui să fie egal cu 20-30 nanosecunde pentru a asigura precizia necesară. Prin urmare, este necesar să se țină cont de viteza sateliților (aproximativ 12.000 km/h)

Oricine a întâlnit vreodată teoria relativității știe că timpul curge mai lent la viteze mari. Pentru sateliți, care se mișcă cu o viteză de 3874 m/s, ceasul merge mai lent decât pentru pământ. Acest timp relativist are ca rezultat o inexactitate a timpului de aproximativ 7,2 microsecunde pe zi (1 microsecundă = 10-6 secunde). Teoria relativității mai afirmă că timpul curge cu cât mai lent, cu atât câmpul gravitațional este mai puternic. Pentru un observator de pe suprafața pământului, ceasul satelitului va rula mai repede (din moment ce satelitul este cu 20.000 km mai înalt și este supus unor forțe gravitaționale mai puține decât observatorul). Și acesta este al doilea motiv pentru acest efect, care este de șase ori mai puternic decât inexactitatea menționată puțin mai devreme.

În general, ceasurile de pe sateliți par să se miște puțin mai repede. Deviația de timp pentru un observator de pe Pământ ar fi de 38 de microsecunde pe zi și ar duce la o eroare totală de 10 km pe zi. Pentru a evita această greșeală, nu este nevoie să faceți constant ajustări. Frecvența ceasului de pe sateliți a fost setată la 10,229999995453 MHz în loc de 10,23 MHz, dar datele sunt folosite ca și cum ar avea o frecvență standard de 10,23 MHz. Acest truc a rezolvat odată pentru totdeauna problema efectului relativist.

Dar există un alt efect relativist care nu este luat în considerare la determinarea locației folosind sistemul GPS. Acesta este așa-numitul efect Sagnak și este cauzat de faptul că și observatorul de pe suprafața Pământului se mișcă constant cu o viteză de 500 m/s (viteză la ecuator) datorită faptului că planeta se rotește. Dar influența acestui efect este mică și ajustarea lui este dificil de calculat, deoarece depinde de direcția de mișcare. Prin urmare, acest efect este luat în considerare numai în cazuri speciale.

Erorile sistemului GPS sunt prezentate în tabelul următor. Valorile parțiale nu sunt valori constante, ci sunt supuse diferențelor. Toate numerele sunt valori aproximative.

Navigația GPS și gradul de încredere în citirile sale. Cât de aproape poți ajunge de orice pericol de navigație bazându-te exclusiv pe receptorul tău GPS? Din păcate, nu există un răspuns clar la această întrebare. Acest lucru se datorează naturii statistice a erorilor de navigare GPS. Să le aruncăm o privire mai atentă.

Viteza de propagare a undelor radio este influențată de ionosferă și troposferă, refracția ionosferică și troposferică. Aceasta este principala sursă de erori după oprirea SA. Viteza undelor radio în vid este constantă, dar se modifică atunci când semnalul intră în atmosferă. Întârzierea este diferită pentru semnalele de la diferiți sateliți. Întârzierile de propagare a undelor radio depind de starea atmosferei și de altitudinea satelitului deasupra orizontului. Cu cât este mai mic, cu atât este mai lungă calea parcursă de semnalul său prin atmosferă și cu atât mai mare este distorsiunea. Majoritatea receptoarelor exclud semnalele de la sateliți cu o altitudine mai mică de 7,5 grade deasupra orizontului.

În plus, interferența atmosferică depinde de ora din zi. După apus, densitatea ionosferei și influența acesteia asupra semnalelor radio scade, fenomen bine cunoscut operatorilor radio cu unde scurte. Receptoarele GPS militare și civile pot determina în mod autonom întârzierea semnalului atmosferic comparând întârzierile pe frecvente diferite. Receptoarele de consum cu o singură frecvență fac o corecție aproximativă pe baza prognozei transmise ca parte a mesajului de navigație. Calitatea acestor informații a crescut recent, ceea ce a sporit și mai mult acuratețea navigației GPS.

Modul SA.

Pentru a menține avantajul de înaltă precizie pentru navigatoarele GPS militare, modul de restricție a accesului SA (Disponibilitate selectivă) a fost introdus în martie 1990, reducând artificial precizia unui navigator GPS civil. Când modul SA este activat, se adaugă o eroare de câteva zeci de metri în timp de pace. În cazuri speciale, pot fi introduse erori de sute de metri. Guvernul SUA este responsabil pentru performanța sistemului GPS față de milioane de utilizatori și se poate presupune că reactivarea SA, cu atât mai puțin o reducere atât de semnificativă a preciziei, nu va fi introdusă fără motive suficient de serioase.

Îngroșarea de precizie se realizează prin deplasarea haotică a timpului de transmisie a codului pseudo-aleatoriu. Erorile care decurg din SA sunt aleatorii și la fel de probabile în fiecare direcție. SA afectează, de asemenea, direcția GPS și precizia vitezei. Din acest motiv, un receptor staționar va afișa adesea viteza și direcția ușor variate. Deci, gradul de impact al SA poate fi evaluat prin modificari periodice Direcția și viteza GPS.

Erori în datele efemeridelor în timpul navigării GPS.

În primul rând, acestea sunt erori asociate cu abaterea satelitului de la orbita calculată, inexactități ale ceasului, întârzieri ale semnalului în circuite electronice. Aceste date sunt corectate de pe Pământ periodic, iar erorile se acumulează în intervalele dintre sesiunile de comunicare. Datorită dimensiunii sale mici, acest grup de erori nu este semnificativ pentru utilizatorii civili.

Pot apărea erori extrem de rare, mai mari din cauza erorilor bruște de informații în dispozitivele de memorie ale satelitului. Dacă o astfel de defecțiune nu este detectată prin autodiagnosticare, atunci până când serviciul de la sol detectează eroarea și transmite o comandă despre defecțiune, satelitul poate transmite informații incorecte pentru o perioadă de timp. Există o așa-numită încălcare a continuității sau, așa cum este adesea tradus termenul de integritate, a integrității navigației.

Influența semnalului reflectat asupra acurateții navigației GPS.

Pe lângă semnalul direct de la satelit, receptorul GPS poate primi și semnale reflectate de la stânci, clădiri, nave care trec - așa-numita propagare multipath. Dacă semnalul direct este blocat de la receptor de suprastructura sau tachelajul navei, semnalul reflectat poate fi mai puternic. Acest semnal face mai mult decât un drum lung, iar receptorul „crede” că este mai departe de satelit decât este în realitate. De regulă, aceste erori sunt mult mai mici de 100 de metri, deoarece numai obiectele din apropiere pot produce un ecou suficient de puternic.

Geometrie satelit pentru navigare GPS.

Depinde de locația receptorului în raport cu sateliții prin care este determinată poziția. Dacă receptorul a captat patru sateliți și toți sunt în nord, geometria satelitului este proastă. Rezultatul este o eroare de până la 50-100 de metri sau chiar incapacitatea de a determina coordonatele.

Toate cele patru dimensiuni sunt din aceeași direcție, iar zona în care liniile de poziție se intersectează este prea mare. Dar dacă 4 sateliți sunt amplasați uniform pe părțile laterale ale orizontului, atunci precizia va crește semnificativ. Geometria satelitului este măsurată prin factorul geometric PDOP (Position Dilution Of Precision). Locație ideală sateliții corespunde cu PDOP = 1. Valorile mari indică o geometrie slabă a satelitului.

Valorile PDOP mai mici de 6.0 sunt considerate adecvate pentru navigare. În navigarea 2D, se folosește HDOP (Diluție orizontală a preciziei), mai puțin de 4,0. Se utilizează, de asemenea, un factor geometric vertical VDOP mai mic de 4,5 și un TDOP temporal mai mic de 2,0. PDOP servește ca un multiplicator pentru a contabiliza erorile din alte surse. Fiecare pseudo-gamă măsurată de receptor are propria sa eroare, în funcție de interferența atmosferică, erorile în efemeride, modul SA, semnalul reflectat și așa mai departe.

Deci, dacă valorile așteptate ale semnalului total întârzie din aceste motive, URE - User Range Error sau UERE - User Equivalent Range Error, în rusă EDP - echivalent rangefinder error, total 20 de metri și HDOP = 1,5, atunci determinarea așteptată spațiul de eroare va fi egal cu 20 x 1,5 = 30 de metri. Receptoarele GPS prezintă informații în mod diferit pentru a evalua acuratețea folosind PDOP.

Pe lângă PDOP sau HDOP, se folosește GQ (Geometric Quality) - valoarea inversă a HDOP, sau o evaluare calitativă în puncte. Multe receptoare moderne afișează EPE (Eroare de poziție estimată) direct în unități de distanță. EPE ia în considerare locația sateliților și prognoza erorilor de semnal pentru fiecare satelit în funcție de SA, starea atmosferei și erorile de ceas prin satelit transmise ca parte a informațiilor efemeride.

Geometria satelitului devine, de asemenea, o problemă atunci când utilizați un receptor GPS în interior Vehicul, într-o pădure deasă, munți, lângă clădiri înalte. Când semnalele de la sateliți individuali sunt blocate, poziția sateliților rămași va determina cât de precisă va fi poziția GPS, iar numărul lor va indica dacă poziția poate fi determinată. Un receptor GPS bun vă va arăta nu numai ce sateliți sunt utilizați, ci și locația lor, azimutul și altitudinea, astfel încât să puteți determina dacă un anumit satelit întâmpină dificultăți la recepție.

Pe baza materialelor din cartea „Totul despre navigatoarele GPS”.
Naiman V.S., Samoilov A.E., Ilyin N.R., Sheinis A.I.