Что такое GPS-навигаторы?
GPS на английском звучит следующим образом – Global Positioning System. На русском языке дословно это означает «глобальная система позиционирования». Эта система включает в себя 24 спутника, которые находятся на высоте 17 тысяч километров от поверхности Земли и имеют 6 разных орбит. GPS-приемник получает информацию со спутников, и на этом основании он определяет расстояние от местоположения приемника до каждого спутника. Он также определяет их взаиморасположение, а затем с помощью законов геометрии вычисляет свои координаты. Если мы знаем только расстояние до одного спутника, мы можем описать соишар определенного радиуса вокруг. Тогда становится известным месторасположение 2-го спутника, теперь необходимое местоположение должно быть где-то в секторе, который образуется на пересечении обеих сфер. 3-й может определять лишь 2 точки на окружности, поэтому нужно только рассчитать, какая из тех данных точек является искомой. Лишь одна точка всегда может быть исключена вследствие того, что у нее очень большая скорость и ее месторасположение находится над Землей.
Именно так, зная координаты только трех спутников, станет возможным вычислить координаты до нужной нам точки. Нужно учесть то, что для нахождения координат: широта и долгота, нужны координаты трех спутников, а если еще и высоту, то координаты четырех спутников. Радиосигналы имеют постоянную скорость, равную скорости света. Расстояние до спутников вычисляется именно по отставанию получения сообщения приемником от спутника относительно времени, когда сообщение было отправлено. GPS-навигаторы, которые уже определили местоположение пользователя, могут также вычислить скорость, расстояние, путевой угол, траекторию, расстояние до назначенного пункта, а также время захода и восхода солнца и многое другое.
Например, автомобильные GPS-навигаторы могут представлять для водителя следующую информацию: о дорожных знаках, близкорасположенных радаров и камер, ограничение по скорости. Как правило, GPS-навигаторы дают достаточно точные показания. Но они тоже имеют некоторые погрешности. Ниже приведем список факторов, влияющих на точность работы GPS-приемников. Задержки от тропосферы и ионосферы. Когда сигнал проходит сквозь сферу, его скорость несколько снижает. Приемник старается сгладить эту погрешность.
Отражаемые сигналы. Приемник может получить сигнал, отраженный от высоких зданий или скал. А увеличение времени отражения портит конечный результат. Неточное время самих приемников. GPS-навигаторы имеют не такой точный часовой механизм, как спутники, они имеют атомные часы. В связи с этим могут возникать ошибки, но они будут незначительными. Ограниченное число видимых спутников. Приемники показывают более точные координаты тогда, когда видно наибольшее количество спутников. Но это невозможно, так как этому препятствуют высокие здания. Это иногда приводит даже к тому, что местоположение обнаружить нельзя.
Намеренное снижение сигнала. В целях военной безопасности американцы специально уменьшили сигнал. Плохая геометрия спутников. Под этим понятием подразумевается, что бывает такое взаиморасположение спутников, при котором точность определения координат очень низкая. Это тот случай, когда спутники расположены на одной линии или близко к ней. В 5-6 раз вычисления точнее, когда спутники расходятся по разным сторонам. Таким образом, GPS-приемники и навигаторы являются очень полезными для водителей. С помощью них, водители могут ориентироваться в незнакомых городах и странах, рассчитывать ближайшие маршруты и избегать пробки.
Nav-Nav.RU
21.02.2011
