Как работает навигатор в машине

Что такое GPS навигатор и как он работает

GPS – это глобальная навигационная система, состоящая из 24 спутников на земной орбите. GPS технология, позволяет с помощью специального устройства (навигатора) определить ваше местоположение, вне зависимости от погоды и времени суток.

GPS Навигатор: его электронные и технические составляющие

Чтобы понять, как работает GPS навигатор и убедиться, что это автономное от Интернета устройство, необходимо разобраться в его составляющих. Прежде всего, это внешняя «физическая» оболочка:

• корпус. В зависимости от своего назначения, он может быть пластиковым или прорезиненным с защитой от влаги (для работы в экстремальных условиях);
• дисплей, сейчас все чаще сенсорный, он соединяется с материнской платой;
• материнская плата – «душа» устройства. Она хранит память, процессор и GPS модуль навигатора;
• аккумулятор. Дает возможность работать устройству без подключения к стационарной электрической цепи.

Совокупность из четырех технических элементов никогда не будет работать, если в него не «вдохнуть жизнь» с помощью специальных программ. Например, BIOS заставляет работать GPS модуль и дисплей в тандеме, превращая навигатор в маленький компьютер. Установка операционной системы и рабочей программы превращает систему в функциональное устройство, способное взаимодействовать с GPS модулем и определять свое местоположение.

Как GPS навигатор определяет местоположение

Самостоятельно определить, где конкретно он сейчас находится, навигатор не может. Его помощники – это GPS спутники, находящиеся на орбите и постоянно передающие сигналы на землю. В сигнале зашифрована информация о номере спутника, времени и месте, где он сейчас находится. Для отображения корректной информации, навигатор должен поймать сигнал минимум трех GPS спутников, а снизить ошибку в расстоянии до 1 метра можно, распознав информацию четырех спутников.

Алгоритм работы навигатора следующий:

1. GPS модуль ловит сигнал спутника и сравнивает время, указанное в нем, с настоящим временем.
2. Принимая во внимание скорость света, приемник определяет нынешнее расположение спутника.
3. Сравнивая информацию от трех-четырех спутников, навигатор определяет, свое месторасположение.
4. Обработанные данные, корректируемые скоростью движения автомобиля, выводятся на дисплей.

Важно! Если на навигатор не загружены карты, то месторасположение (определяемое точкой) выведется на пустом экране и полезной информации не принесет.

GPS Навигатор без Интернета

Учитывая то, что свою функцию прибор выполняет благодаря сигналам спутника, подключение к Интернету GPS навигатору не нужно. Выход в Сеть необходима приложениям на смартфонах и планшетах, использующим поисковые системы, которые также могут исполнять роль навигатора.

Навигатор в телефоне работает также согласно вышеописанному алгоритму. Чтобы не расходовать мобильный трафик и пользоваться преимуществами навигационных систем без Интернета, нужно скачать одну из специальных программ на смартфон. Также определить местоположение помогут скачанные на устройство карты местности.

В местах, где мобильный Интернет практически не ловит, ориентироваться на местности можно также с помощью своего смартфона. Навигатор в лесу может работать даже без подключения к Всемирной Сети. При входе в лесистую местность на навигаторе нужно сохранить свое местоположение. После можно гулять по территории сколько угодно, нет необходимости даже держать телефон включенным. При необходимости найти обратную дорогу, нужно снова открыть навигационную программу. Она покажет текущее местоположение устройства и сохраненное прежде, проложив путь назад.

Что такое GPS (Джипиэс)?

Олег Иванов

Прочитали: 30721
Время чтения: 6 мин.

Глобальная система позиционирования – Global Positioning System – появилась в 50-е благодаря запуску спутника. Когда первый советский спутник вышел на орбиту, американцы обратили внимание: при отдалении он равномерно меняет частоту сигнала. Ученые проанализировали данные и поняли, что спутниковый сигнал позволяет точно определить координаты объектов на земле, а также скорость их передвижения. Первыми систему GPS взяли на вооружение военные: Министерство обороны запустило спутниковую навигацию в своих целях, но уже через несколько лет она стала доступна гражданским.

Сейчас на околоземной орбите находятся 24 спутника, которые передают сигналы привязки. Число спутников периодически меняется, но всегда остается достаточным, чтобы поддерживать бесперебойную работу Global Positioning System. На случай форс-мажора предусмотрены запасные спутники, и каждое десятилетие на орбиту выходят новые, модернизированные космические аппараты, потому что ничто не должно нарушить режим работы GPS.

Спутники вращаются по шести орбитам, образуя взаимосвязанную сеть. Ею управляют специальные станции GPS, которые расположены в тропиках, но связаны с координационным центром в Соединенных Штатах. Благодаря этой сети вы можете узнать точные координаты человека, машины или самолета со скоростью прохождения сигнала от спутников, то есть практически мгновенно, а точность показаний не зависит от погодных условий и времени суток. При этом само по себе использование Global Positioning System – бесплатное, и единственное, что нужно, чтобы пользоваться этой навигационной системой, – навигатор или другое устройство, поддерживающее функцию джипиэс.

Принцип работы GPS

В основе технологии – простой навигационный принцип маркерных объектов, который использовался задолго до появления GPS. Маркерный объект – это ориентир, координаты которого точно известны. Для определения координат объекта нужно знать также расстояние от него до маркерного объекта, тогда можно провести на карте линии в сторону маркеров от возможного местоположения: точка пересечения этих линий и будет координатами.

Спутники на околоземной орбите играют в GPS роль маркерных объектов. Они быстро вращаются, но их местоположение постоянно отслеживается, а в каждом навигаторе есть приемник, настроенный на нужную частоту. Спутники посылают сигналы, в которых закодирован большой объем информации, включая точное время. Данные точного времени – одни из самых важных для определения географических координат: ориентируясь на разницу между отдачей и приемом радиосигнала, спутники вычисляют расстояние между собой и навигатором.

Как работает GPS в смартфонах

Навигаторы – один из самых востребованных товаров на рынке гаджетов, по популярности их обгоняют только смартфоны. Но и в смартфоны производители встраивают чипы GPS, чтобы устройство могло выполнять функции навигатора. Однако здесь пользователя может подстерегать ловушка, потому что в погоне за прибылью производители допускают умышленные или случайные неточности в описании своего товара, позволяя покупателям перепутать технологии GPS и AGPS.

Джипиэс – бесплатная навигационная система высокой точности. Подписки на нее нет и быть не может, потому что американцы позволяют пользоваться своими спутниками для навигации безвозмездно. Владельцы смартфонов если и оплачивают, то только приложения или карты. У приемников GPS есть небольшие минусы: они работают только на улице, а из-за плохой погоды могут возникнуть проблемы с приемом сигнала от спутника, но эти недостатки решили с помощью технологии A-GPS (не путать с AGPS). Суть в том, что сигнал от приемника перенаправляют на сервер, на котором содержится вся информация о положении спутников, поэтому трудностей с приемом сигнала не существует. A-GPS используют все современные автомобильные навигаторы.

Но существует также сотовая навигация AGPS – она работает только в зоне покрытия сотовой сети и определяет местоположение с точностью до 500 м. Она менее точная в сравнении с GPS, дает общее представление о месте, где вы находитесь, зато предлагает спутниковую карту окрестностей. Важно, чтобы была подключена услуга мобильного интернета, а на счету оставались деньги. С сервисом AGPS работают Google Maps. Зачастую возможностей сотовой навигации достаточно, но ее все равно не стоит путать с точной и бесплатной системой GPS.

Виды GPS-устройств

Самое простое навигационное устройство – внешний приемник. Он обращается к спутникам и принимает от них сигнал, но чтобы вы могли воспользоваться информацией, приемник нужно подключить к другому устройству – например, смартфону или ноутбуку, благо, он совместим со всеми востребованными гаджетами и программами. В крайнем случае вам потребуется карта. Приемники GPS используют пешеходные туристы: устройство недорогое, а для расшифровки информации, которую оно принимает, можно пользоваться даже обычной туристической картой местности. Нужно лишь, чтобы на нее была наложена навигационная сетка.

Но самое востребованное сегодня GPS-устройство – это автомобильный навигатор. Он намного сложнее и функциональнее приемника: навигатор больше похож на уменьшенную версию компьютера. Весь необходимый софт уже установлен производителем, операционная система закрытая. К навигации прибавляют много дополнительных функций, включая выход в интернет.

Отдельный класс устройств – смартфоны со встроенными приемниками GPS. Не путайте их с моделями, использующими сотовую навигацию! Система работает на смартфонах не так гладко, как на самостоятельных устройствах. Не все модели позволяют поставить полноценный навигационный софт, а если пользоваться онлайн-решениями, то функция станет недоступна при отключении интернета, и тогда исчезнет одно из преимуществ технологии: постоянный доступ. Однако смартфоны со спутниковой навигацией подходят для пешеходов – ориентироваться удобно и данные точные, поэтому вы не заблудитесь даже в непроходимой чаще.

Как работает GPS/Глонасс?

Система слежения за автомобилем – это современный инструмент, позволяющий оптимизировать работу любого бизнеса, использующего в работе автопарк.

ГЛОНАСС/GPS мониторинг с каждым годом все прочнее входят в нашу жизнь. И это связано не только с полезностью удобством использование (что, безусловно, крайне важно, достаточно вспомнить навигатор, который теперь имеется почти в каждой первой машине), но так же и со стоимостью подобного оборудования, которая постоянно снижается.

Знакомство с ПО

Отчеты — движения -остановки

На сегодняшний день контроль транспорта осуществляется при помощи специального оборудования, что предоставляет ряд преимуществ, в частности контроль:

• перемещения, который осуществляется при помощи установки GPS/ГЛОНАСС трекеров;
• скоростных режимов при помощи автотрекера;
• режимов работы и отдыха при помощи тахографа;
• расхода топлива при помощи ДУТ;
• безопасности водителя и груза – тревожная конопка;
• обеспечение связи с водителем;

Это далеко не полный перечень возможностей, предоставляемых мониторингом транспорта. Многие руководители отмечают, что им удается сократить расходы на автопарк, поскольку исключается слив топлива, а также использование автомобиля в личных целях (отклонение от маршрута).

Заполнение карточки ТС, создание групп

Контроль работы ТС в ПО

Как работает мониторинг транспорта?

И Джи Пи Эс, и ГЛОНАСС – это глобальная сеть, чья работа организована при помощи космического и наземного оборудования, которые изначально создавались для военных целей, однако на сегодняшний день широко применяется в гражданской сфере.

Если не вдаваться в технические подробности, то мониторинг является результатом взаимодействия искусственных спутников, наземного управления и клиентских устройств (навигаторов, маячков, трекеров и т.д.).

У систем ГЛОНАСС/GPS на орбите расположено по 24 спутника, однако для определения координат достаточно, чтобы клиентское устройство соединилось с 4-мя или более устройствами, что дает точное определение: широты, долготы, высоты и времени.

Суть работы любого навигационного устройства заключается в том, что на него отправляется сообщение о местонахождение спутника с точным указанием времени. Приемник сигнала сравнивает время отправки и получение и определяет свое расстояние до спутника. Благодаря сравнению таких данных определяется точное местоположение объекта.

Впрочем, на практике все не так гладко. Каждый из нас отлично знает, что точность навигации далека от идеальной – она может ошибаться и на 10, и на 100 м. И на это есть свои причины.

Во-первых, геометрия спутников далека от совершенства. Под геометрией в данном случае понимается расположение объектов по отношению друг к другу. Даже если приемное устройство «видит» все четыре спутника, они могут располагаться в одном направление (например, на востоке), в итоге погрешность может составлять до 150 метров из-за «однообразности» сигнала.

Во-вторых, при пасмурной погоде или в черте города с высотными зданиями, сигнал может идти не напрямую, а отражаться от ряда объектов.

В-третьих, существует искусственное ограничение точности в целях безопасности, которое стало своеобразной платой за то, что военные поделились своими технологиями.

В-четвертых, точность данных также напрямую зависит от качества прибора мониторинга транспорта.

Отчеты — по топливу (данные от ДУТ)

Настройка уведомлений о событиях

Отличие системы ГЛОНАСС и системы GPS

GPS – это глобальная система позиционирования, реализованная в период с 1983 по 1993 годы, которая позволяет определять координаты объектов на поверхности Земли. Это реализуется с помощью трех компонентов:

• Космическая спутниковая группировка;
• Наземные станции;
• Пользовательская аппаратура для приема сигналов (приемники, маяки, трекеры и т.д.).

Главная особенность ДжиПиЭс заключается в положении ее спутниковой группировки: 24 аппарата находятся в 6 плоскостях (по 4 в каждой) и вращаются по круговым орбитам. Орбиты расположены так, чтобы в каждый момент времени из каждой точки на поверхности Земли принимался сигнал от 6 до 12 объектов.

Отечественная глобальная навигационная система GLONASS для авто, которая в отличие от американской, работает на других частотах, имеет лучшую защиту от сбоев, а главное – она более стабильна.

Дело в том, что 24 спутника располагаются на 3 геостационарных орбитах, а это значит, что в каждой точке земли в любой момент времени всегда видно определенное количество спутников, которые стабильно передают сигнал.

Параметры	ГЛОНАСС	GPS
Количество спутников	24	24
Количество спутников в одной плоскости	8	6
Количество орбит	3	4
Средняя погрешность, м	3-6	2-4
Покрытие	~ 100% территории России и 60% земного шара	~100%

Исходя из параметров сравнения, можно подтвердить прозвучавшее ранее утверждение о том, что система gps точнее. Как же обстоят дела с надежностью ГЛОНАСС?

Дело в том, что ГЛОНАСС слежение работает на частотном разделении сигналов, благодаря чему при потере сигнала может сместить частоты. В результате чего заглушать такой приёмник сложнее естественными препятствиями (тучи, высотные здания) или ухищрениями нерадивых сотрудников.

Следует отметить, что сегодня точность обоих устройств практически сравнялась, а в ближайшие годы отечественная навигация станет гораздо точнее американской. Это в совокупности со стабильностью и защищенностью делает навигацию на основе российской навигации более привлекательной.

Впрочем, на сегодняшний день набирают популярность устройства, работающие с сигналами обеих систем, так как это повышает точность определения координат и стабильность работы.

Мониторинг транспорта от МСС ГЛОНАСС

Компания МСС ГЛОНАСС является производителем систем мониторинга за наземным транспортом, поэтому мы можем предложить вам отличные цены на всю линейку оборудования для слежения за наземным транспортом!

Позвоните нам, чтобы заказать устройство или проконсультироваться по поводу установки: 8 (800) 555 39 78.

Как это выглядит

на ПК и на мобильных устройствах

Мониторинг движения

GPS-навигация в автомобиле и жизни. Мифы и реальность.

GPS – General Positioning System – состоит из 24 спутников, которые движутся по орбитам вокруг земли. Каждый спутник осуществляет питание от солнечных батарей и имеет срок службы около 10 лет. Все спутники объединяются в единую сеть и при использовании гражданскими лицами абсолютно бесплатны. В любой точке мира пользователь GPS-навигатора сможет определить место своего нахождения за считанные секунды. Для определения координат GPS-приёмнику необходимо «увидеть» как минимум два спутника. Такой метод определения называется «двухмерной фиксацией», при этом на экране приёмника вы сможете увидеть широту и долготу, если же в поле зрения навигатора оказывается более четырёх спутников, то определяемой информации становится больше. Добавляются такие параметры, как скорость передвижения объекта и его высота над уровнем моря (под объектом мы понимаем GPS-навигатор). Разумеется, GPS-навигаторы представлены на рынке не одним устройством, а достаточно большим их количеством, начиная от интегрированных в карманные компьютеры GPS-модулей и заканчивая специализированными системными устройствами, созданными исключительно для ориентирования на местности. С начала XXI века GPS стремительно ворвался в автомобильную промышленность. Как следствие этого, в правильных машинах (BMW, Audi, Mercedes) появилась дополнительная опция – спутниковый навигатор.

Обо всех устройствах GPS-навигации мы с вами и поговорим в этом материале.

Виды GPS-приёмников.

Не скроем, что GPS-технология исключительно военного происхождения. Современные военные действия подразумевают точечные удары по расположениям сил противника, а для наведения снарядов необходимо точное знание координат.

Что и говорить, в более ранние времена военные и гражданские навигаторы имели колоссальные различия. Например, точность позиционирования гражданского навигатора была «сдвинута» на 150 (!) метров в радиусе, в то время как военный навигатор позволял себе допускать погрешности не более 1-5 метров. Разница, особенно в горах, весьма приличная. Но китайским братьям абсолютно всё равно, что думают американские друзья относительно точности позиционирования. По этой причине на рынок хлынули потоки самых разных микрочипов для изготовления GPS-приёмников с погрешностью определения до одного метра, и результат не заставил себя долго ждать. Появился и первый вид навигаторов – симбиоз карманного компьютера и GPS-приёмника, инсталлирующегося в Compact Flash слот. Он появился в продаже уже в 2002 году.

До этого события прозорливые технари подключали существующие до того момента приёмники Garmin в COM-порт карманных компьютеров, коих на тот момент также было не очень много. При написании этих строк невольно задумываешься о безумной скорости технического прогресса: казалось бы, в 2002 году всё это только начиналось, а всего четыре года спустя GPS-навигация осуществляет такое количество разнообразных функций, что диву даёшься.

Специализированные устройства на рынке присуствовали постоянно, другой вопрос, что потребители не очень-то жаловали странную коробочку с монохромным дисплеем, стоящую как хороший 19-дюймовый монитор (напомню, что дело происходило в 2002-2003 годах). Тем не менее, коробочки продавались и пользовались заслуженным авторитетом у туристов и любителей активного отдыха на природе.

Как мы уже упоминали выше, таким устройством были навигаторы компании Garmin. Компания является безоговорочным лидером по производству специализированных GPS-приёмников, однако, несмотря на своё превосходство, в Рунете представлена очень слабо. Особенностью данных навигаторов является необходимость использования только «родных» карт и софта. Однако об этом мы поговорим позже.

В то же время получил своё развитие стандарт беспроводной связи Bluetooth, который привнёс много нового в индустрию мобильных телефонов и не только. Вскоре появились первые Bluetooth GPS-адаптеры, которые подключались к карманному компьютеру по беспроводному соединению – фактически, для работы программного обеспечения эмулировался аппаратный COM–порт, и никто не замечал подмены.

В 2003-2004 годах получила развитие идея всеобщей миниатюризации, которая принесла на рынок множество странных изделий. Например, компании перестали выпускать карманные компьютеры с интерфейсом Compact Flash порта. Вместо этого на верхней части КПК остался только один слот – SDIO MMC. А наличие CF-порта автоматически обозначало КПК как продвинутую и серьёзную модель. SDIO-устройства также могли эмулировать COM-порт, посему в скором времени (примерно в конце 2004 года) в продаже появились SD GPS-приёмники. Следует отметить, что размеры этих устройств сильно уменьшились, а это, в свою очередь, привело к понижению энергопотребления, т.к. микрочипы также подвергались воздействию прогресса. И, наконец, последний шаг в интеграцию GPS-навигации сделала компания Mitac, наладив поставку КПК с встроенным GPS-модулем. КПК работал сам по себе, а GPS можно было использовать в любое время.

Карты и софт.

Для любого навигатора необходим набор карт, иначе использование устройства становится невозможным. Карты чаще всего поставляются в максимально подробном увеличении и позволяют осуществлять навигацию в буквальном смысле «по домам». Для КПК одним из лучших примеров такой карты является программа Pocket GPS PRO, работающая в Москве. Также на рынке присутствует программа Palm GIS, однако большинству пользователей эта система неизвестна. Едва ли не самой мощной программой для составления и редактирования карт и маршрутов является Ozi Explorer, работающий с растровыми картами. Данная программа обладает просто колоссальным количеством разнообразных карт. У автора данного текста имеется DVD-диск, на котором заботливыми руками нашего руководителя тестлаба собрано более 4 Гбайт карт. И, что самое главное, эти карты создаются энтузиастами, полностью бесплатны и в критической ситуации могут здорово выручить. Одно плохо – Ozi Explorer недёшев, но наших сотоварищей это не останавливает, нужно всего лишь немного подумать, и проблема будет решена.

Теперь самое время разобраться с наиболее интересным представителем GPS-устройств – автомобильным навигатором.

Итак, чем интересен автомобильный навигатор. Во-первых, он интегрируется непосредственно в автомобиль и, что важно, позволяет использовать определённые функции современного авто для облегчения его эксплуатации. Например, при малом количестве топлива в бензобаке система подаёт голос, что надо бы заправиться, а до ближайшей заправки такое-то количество километров, так что мы можем не доехать, поэтому поворачивай назад, хозяин, а то встанем тут, посреди Калмыцкой степи. Во вторых, правильный автомобильный GPS-навигатор позволяет всячески редактировать маршруты, оставляя различные метки на карте, к примеру – тут есть закусочная, а вот здесь сидели товарищи в сине-серой форме и приняли меня за 180 км/ч. Тут была большая яма, а вот тут – шиномонтаж. В третьих, GPS-навигация в автомобилях обладает ещё одним полезным достоинством – её можно в любой момент заставить замолчать нажатием одной кнопки, что не всегда возможно при использовании симбиоза КПК и модуля навигатора. Данное качество особенно заметно в последних моделях BMW пятой и седьмой серий – автомобиль в состоянии довести до исступления любого, уж очень он общительный.

Однако и это не всё. GPS-навигация в автомобилях крайне приглянулась компаниям, специализирующимся на защите транспортных средств от угона. Об этом мы и поговорим в следующей части статьи.

Защита от угона при помощи GPS и мобильного телефона.

Мы не считаем, что необходимо как-то компрометировать провайдеров, предоставляющих услуги по слежению за вашим автомобилем, однако считаем необходимым предупредить, что угоняется абсолютно любой автомобиль, абсолютно вне зависимости от того, что и как на нём установленно. От эвакуатора, глушителя и экранированного бетонного бокса за городом ещё никто не спасался.

Как это работает? На автомобиле устанавливается комплекс оборудования, состоящий из GPS-приёмника для определения координат и устройства для организации канала связи между автомобилем и диспетчерским пультом. В качестве последнего выступает обычное устройство, по сути работающее сотовым телефоном. Девайс подключается к системе через COM-порт и позволяет осуществлять двустороннюю передачу сигнала. Таким образом, можно подавать команды автомобилю – завести/заглушить двигатель, закрыть/открыть двери либо мгновенно определить месторасположение транспортного средства. Плюс к этому, если GPS сигнал не проходит, а мобильное устройство «видит» вышки оператора сотовой связи (чаще всего GSM), то определение координат возможно также по положению телефона. Подобные услуги предоставляют все GSM-операторы Московского региона (кстати, именно это решение спасло BMW X5 одного моего знакомого – прим.авт.).

В случае возникновения заранее оговариваемых «нештатных» ситуаций сигнал тревоги передаётся на диспетчерский пульт и, при подтверждении проблемы, на пульт ГИБДД. Дальше всё работает только по воле сотрудников милиции. Разумеется, если угонщики – профессионалы своего дела, машина в один момент просто пропадёт с мониторов, и единственное, что останется сделать, так это надеяться на самую лучшую «противоугонку» – страхование транспортного средства от угона. На данный момент только такая защита может гарантировать относительно спокойный сон владельца «интересного» автомобиля.

Однако спутниковая сигнализация в большинстве случаев позволяет осуществлять достаточно высокий уровень контроля за автомобилем и, как минимум, спасёт, если им заинтересуются малоопытные хулиганы. Другое дело, что, как правило, после вмешательства подобных «пионеров» машина бывает сильно покорёжена. Вывернуты личинки замков дверей, сломан блокиратор и замок зажигания. Удовольствие весьма недешёвое. Так что гараж, охрана. и опять деньги.

Что выбрать?

Складывается абсолютно неопределённая ситуация, так как выбор GPS-устройств чрезвычайно велик и интересен. Однако мы постарались классифицировать наиболее популярные GPS-приёмники, представленные на нашем рынке. Относительно встроенных навигационных систем в автомобили мы можем отметить, что для нашей страны официальных карт практически нет, а те, которые есть, стоят около тысячи евро. К слову пришлось ещё и то, что долгое время гражданский GPS был вне закона, а это сильно тормозило развитие подобных решений на территории нашей страны.

А если лишних денег нет, то старый добрый КПК и Compact Flash GPS-адаптер помогут вам решить возникающие проблемы с навигацией. Поверьте – достаточно один раз попробовать, и вы не расстанетесь с GPS никогда!