ความแตกต่างระหว่างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอินเวอร์เตอร์กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าธรรมดา เครื่องกำเนิดไฟฟ้าอินเวอร์เตอร์: เครื่องกำเนิดไฟฟ้ามาตรฐานที่ได้รับการขัดเกลา นางแบบจาก Weekender

ดาวเทียม นำทางด้วย GPSเป็นมาตรฐานสำหรับการสร้างระบบระบุตำแหน่งมานานแล้ว และมีการใช้อย่างแข็งขันในเครื่องติดตามและเครื่องนำทางต่างๆ ใน โครงการอาร์ดูโน่ GPS บูรณาการการใช้งาน โมดูลต่างๆซึ่งไม่จำเป็นต้องมีความรู้พื้นฐานทางทฤษฎี แต่วิศวกรตัวจริงควรสนใจที่จะทำความเข้าใจหลักการและวงจร การทำงานของจีพีเอสเพื่อทำความเข้าใจความสามารถและข้อจำกัดของเทคโนโลยีนี้ให้ดียิ่งขึ้น

รูปแบบการทำงานของ GPS

GPS คือดาวเทียม ระบบนำทางพัฒนาโดยกระทรวงกลาโหมสหรัฐอเมริกาซึ่งระบุพิกัดและเวลาที่แม่นยำ ทำงานได้ทุกที่บนโลกในทุกสภาพอากาศ GPS ประกอบด้วยสามส่วน ได้แก่ ดาวเทียม สถานีบนโลก และเครื่องรับสัญญาณ

แนวคิดในการสร้างระบบนำทางด้วยดาวเทียมเกิดขึ้นในยุค 50 ของศตวรรษที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันกลุ่มหนึ่งสังเกตการปล่อยดาวเทียมโซเวียตสังเกตว่าเมื่อดาวเทียมเข้าใกล้ ความถี่ของสัญญาณจะเพิ่มขึ้นและลดลงเมื่อมันเคลื่อนที่ออกไป สิ่งนี้ทำให้สามารถเข้าใจว่าเป็นไปได้ที่จะวัดตำแหน่งและความเร็วของดาวเทียมโดยรู้พิกัดของมันบนโลกและในทางกลับกัน การส่งดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรโลกต่ำมีบทบาทอย่างมากในการพัฒนาระบบนำทาง และในปี พ.ศ. 2516 โปรแกรม DNSS (NavStar) ได้ถูกสร้างขึ้น ภายใต้โปรแกรมนี้ ดาวเทียมได้ถูกส่งขึ้นสู่วงโคจรโลกปานกลาง ชื่อ โปรแกรมจีพีเอสได้รับในปี 1973 เดียวกัน

ระบบ GPS เปิดอยู่ ช่วงเวลานี้มันถูกใช้ไม่เพียงแต่ในด้านการทหารเท่านั้น แต่ยังเพื่อวัตถุประสงค์ทางพลเรือนด้วย การใช้งาน GPS มีหลายด้าน:

• การเชื่อมต่อมือถือ
• แผ่นเปลือกโลก - การติดตามความผันผวนของแผ่นเปลือกโลก
• การกำหนดกิจกรรมแผ่นดินไหว
• การติดตามการขนส่งด้วยดาวเทียม - คุณสามารถตรวจสอบตำแหน่ง ความเร็วของการขนส่ง และควบคุมการเคลื่อนไหวได้
• Geodesy - กำหนดขอบเขตที่แน่นอนของที่ดิน
• การทำแผนที่;
• การนำทาง;
• เกม การติดแท็กตำแหน่ง และพื้นที่ความบันเทิงอื่น ๆ

ข้อเสียเปรียบที่สำคัญที่สุดของระบบถือได้ว่าไม่สามารถรับสัญญาณได้ภายใต้เงื่อนไขบางประการ มีความถี่ในการใช้งาน GPS ช่วงเดซิเมตรคลื่น สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าระดับสัญญาณอาจลดลงเนื่องจากมีเมฆสูงและใบไม้ที่หนาแน่น แหล่งวิทยุ เครื่องรบกวน และในบางกรณีที่พบไม่บ่อยนัก พายุแม่เหล็กอาจรบกวนการส่งสัญญาณปกติด้วย ความแม่นยำในการกำหนดข้อมูลจะลดลงในบริเวณขั้วโลก เนื่องจากดาวเทียมลอยอยู่เหนือพื้นโลกต่ำ

การนำทางโดยไม่มี GPS

คู่แข่งหลักของ GPS คือ ระบบรัสเซีย GLONASS (ระบบนำทางทั่วโลก) ระบบดาวเทียม- ของฉัน งานประจำระบบเริ่มต้นในปี 2010 มีความพยายามในการใช้งานมาตั้งแต่ปี 1995 มีความแตกต่างหลายประการระหว่างทั้งสองระบบ:

• การเข้ารหัสที่แตกต่างกัน - ชาวอเมริกันใช้ CDMA สำหรับระบบรัสเซียใช้ FDMA
• ขนาดอุปกรณ์ที่แตกต่างกัน - GLONASS ใช้งานได้มากกว่า โมเดลที่ซับซ้อนดังนั้นการใช้พลังงานและขนาดอุปกรณ์จึงเพิ่มขึ้น
• ตำแหน่งและการเคลื่อนที่ของดาวเทียมในวงโคจร - ระบบรัสเซียให้การครอบคลุมอาณาเขตที่กว้างขึ้นและการกำหนดพิกัดและเวลาที่แม่นยำยิ่งขึ้น
• อายุการใช้งานของดาวเทียม – ดาวเทียมของอเมริกามีคุณภาพสูงกว่า จึงมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า

นอกจาก GLONASS และ GPS แล้ว ยังมีระบบนำทางอื่นๆ ที่ได้รับความนิยมน้อยกว่า ได้แก่ European Galileo และ Beidou ของจีน

คำอธิบายของจีพีเอส

จีพีเอสทำงานอย่างไร

ระบบ GPS ทำงานดังนี้: เครื่องรับสัญญาณจะวัดความล่าช้าในการแพร่กระจายสัญญาณจากดาวเทียมไปยังเครื่องรับ จากสัญญาณที่ได้รับ เครื่องรับจะได้รับข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งของดาวเทียม ในการกำหนดระยะห่างจากดาวเทียมถึงเครื่องรับ ความล่าช้าของสัญญาณจะคูณด้วยความเร็วแสง

จากมุมมองทางเรขาคณิต การทำงานของระบบนำทางสามารถอธิบายได้ดังต่อไปนี้: ทรงกลมหลายอันตรงกลางซึ่งมีดาวเทียม ตัดกันและผู้ใช้อยู่ในนั้น รัศมีของแต่ละทรงกลมตามลำดับ เท่ากับระยะทางไปยังดาวเทียมที่มองเห็นได้นี้ สัญญาณจากดาวเทียมสามดวงให้ข้อมูลเกี่ยวกับละติจูดและลองจิจูด ดาวเทียมดวงที่สี่ให้ข้อมูลเกี่ยวกับความสูงของวัตถุเหนือพื้นผิว ค่าที่ได้รับสามารถลดลงเป็นระบบสมการซึ่งสามารถหาพิกัดของผู้ใช้ได้ ดังนั้น เพื่อให้ได้ตำแหน่งที่แม่นยำ จึงจำเป็นต้องทำการวัดระยะทางถึงดาวเทียม 4 ครั้ง (หากเราไม่รวมผลลัพธ์ที่ไม่น่าเชื่อ การวัด 3 ครั้งก็เพียงพอแล้ว)

การแก้ไขสมการที่ได้นั้นเกิดจากความคลาดเคลื่อนระหว่างตำแหน่งที่คำนวณได้กับตำแหน่งจริงของดาวเทียม ข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากสิ่งนี้เรียกว่า ephemeris และมีระยะตั้งแต่ 1 ถึง 5 เมตร การรบกวนก็มีส่วนช่วยเช่นกัน ความดันบรรยากาศความชื้น อุณหภูมิ อิทธิพลของชั้นบรรยากาศและบรรยากาศ จำนวนข้อผิดพลาดทั้งหมดสามารถทำให้เกิดข้อผิดพลาดได้ถึง 100 เมตร ข้อผิดพลาดบางอย่างสามารถกำจัดออกได้ทางคณิตศาสตร์

เพื่อลดข้อผิดพลาดทั้งหมด ให้ใช้ส่วนต่าง โหมด GPS- ในนั้นเครื่องรับจะได้รับการแก้ไขที่จำเป็นทั้งหมดจากพิกัดผ่านสถานีวิทยุ สถานีฐาน- ความแม่นยำในการวัดขั้นสุดท้ายถึง 1-5 เมตร ในโหมดดิฟเฟอเรนเชียลมี 2 วิธีในการแก้ไขข้อมูลที่ได้รับ - นี่คือการแก้ไขพิกัดเองและการแก้ไขพารามิเตอร์การนำทาง วิธีแรกไม่สะดวกในการใช้งาน เนื่องจากผู้ใช้ทุกคนต้องทำงานโดยใช้ดาวเทียมดวงเดียวกัน ในกรณีที่สอง ความซับซ้อนของอุปกรณ์กำหนดตำแหน่งจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก

มีอยู่ ชั้นเรียนใหม่ซึ่งเพิ่มความแม่นยำในการวัดเป็น 1 ซม. มุมระหว่างทิศทางไปยังดาวเทียมมีผลกระทบอย่างมากต่อความแม่นยำ เมื่อมองจากมุมที่ใหญ่ขึ้น ตำแหน่งจะถูกกำหนดด้วยความแม่นยำมากขึ้น

ความแม่นยำในการวัดอาจลดลงโดยกระทรวงกลาโหมของสหรัฐอเมริกา เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ให้ติดตั้งบนอุปกรณ์นำทาง โหมดพิเศษ S/A – การเข้าถึงที่จำกัด โหมดนี้ได้รับการพัฒนาเพื่อจุดประสงค์ทางทหารเพื่อไม่ให้ศัตรูได้เปรียบในการกำหนด พิกัดที่แน่นอน- ตั้งแต่เดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2543 ระบอบการปกครองแบบจำกัดการเข้าถึงได้ถูกยกเลิก

แหล่งที่มาของข้อผิดพลาดทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นหลายกลุ่ม:

• ข้อผิดพลาดในการคำนวณวงโคจร
• ข้อผิดพลาดที่เกี่ยวข้องกับตัวรับ
• ข้อผิดพลาดที่เกี่ยวข้องกับการสะท้อนสัญญาณหลายครั้งจากสิ่งกีดขวาง
• ไอโอโนสเฟียร์ ความล่าช้าของสัญญาณโทรโพสเฟียร์
• เรขาคณิตของดาวเทียม

ลักษณะสำคัญ

ระบบ GPS ประกอบด้วยดาวเทียมโลกเทียม 24 ดวง เครือข่ายสถานีติดตามภาคพื้นดิน และเครื่องรับการนำทาง สถานีสังเกตการณ์จำเป็นต้องกำหนดและติดตามพารามิเตอร์ของวงโคจร คำนวณลักษณะขีปนาวุธ ปรับความเบี่ยงเบนจากวิถีการเคลื่อนที่ และตรวจสอบอุปกรณ์บนยานอวกาศ

ลักษณะของระบบนำทาง GPS:

• จำนวนดาวเทียม – 26, 21 ดวงหลัก, 5 ดวงสำรอง;
• จำนวนระนาบการโคจร – 6;
• ความสูงของวงโคจร – 20,000 กม.;
• อายุการใช้งานของดาวเทียมคือ 7.5 ปี
• ความถี่ในการทำงาน – L1=1575.42 MHz; L2=12275.6 MHz, กำลัง 50 W และ 8 W ตามลำดับ;
• ความน่าเชื่อถือของการกำหนดการนำทางคือ 95%

เครื่องรับการนำทางมีหลายประเภท - แบบพกพา เครื่องเขียน และเครื่องบิน ตัวรับยังมีลักษณะเฉพาะด้วยพารามิเตอร์จำนวนหนึ่ง:

• จำนวนช่อง – เครื่องรับสมัยใหม่ใช้ตั้งแต่ 12 ถึง 20 ช่อง
• ประเภทเสาอากาศ;
• ความพร้อมใช้งานของการสนับสนุนการทำแผนที่
• ประเภทการแสดงผล;
• ฟังก์ชั่นเพิ่มเติม;
• ลักษณะทางเทคนิคต่างๆ - วัสดุ ความแข็งแรง การป้องกันความชื้น ความไว ความจุหน่วยความจำ และอื่นๆ

หลักการทำงานของระบบนำทางคือก่อนอื่นอุปกรณ์จะพยายามสื่อสารกับดาวเทียมนำทาง ทันทีที่มีการเชื่อมต่อ ปูมจะถูกส่งนั่นคือข้อมูลเกี่ยวกับวงโคจรของดาวเทียมที่อยู่ภายในระบบนำทางเดียวกัน การสื่อสารกับดาวเทียมเพียงดวงเดียวนั้นไม่เพียงพอที่จะได้ตำแหน่งที่แม่นยำ ดังนั้นดาวเทียมที่เหลือจึงส่งข้อมูลชั่วคราวไปยังเครื่องนำทาง ซึ่งจำเป็นในการพิจารณาความเบี่ยงเบน ค่าสัมประสิทธิ์การรบกวน และพารามิเตอร์อื่น ๆ

เครื่องนำทาง GPS เริ่มต้นเย็น อบอุ่น และร้อน

เมื่อคุณเปิดเครื่องนำทางเป็นครั้งแรกหรือหลังจากหยุดพักเป็นเวลานาน การรอที่ยาวนานจะเริ่มรับข้อมูล เป็นเวลานานการรอเกิดจากการที่ปูมและชั่วคราวหายไปหรือล้าสมัยในหน่วยความจำของระบบนำทาง ดังนั้นอุปกรณ์จะต้องดำเนินการหลายอย่างเพื่อรับหรืออัปเดตข้อมูล เวลารอหรือที่เรียกว่าเวลาสตาร์ทขณะเย็นนั้นขึ้นอยู่กับตัวบ่งชี้ต่างๆ - คุณภาพของเครื่องรับ, สถานะของบรรยากาศ, เสียง, จำนวนดาวเทียมในเขตการมองเห็น

ในการเริ่มทำงาน เครื่องนำทางจะต้อง:

• ค้นหาดาวเทียมและสร้างการติดต่อกับมัน
• รับปูมและบันทึกไว้ในหน่วยความจำ
• รับ ephemeris จากดาวเทียมและบันทึกไว้
• ค้นหาดาวเทียมอีกสามดวงและสร้างการติดต่อกับพวกมัน รับชั่วคราวจากพวกมัน
• คำนวณพิกัดโดยใช้จุดชั่วคราวและตำแหน่งดาวเทียม

หลังจากผ่านรอบทั้งหมดนี้แล้วอุปกรณ์จะเริ่มทำงานเท่านั้น การเปิดตัวแบบนี้เรียกว่า เริ่มเย็น.

การสตาร์ทแบบร้อนแตกต่างอย่างมากจากการสตาร์ทแบบเย็น หน่วยความจำของระบบนำทางมีปูมและข้อมูลชั่วคราวที่เกี่ยวข้องในปัจจุบันอยู่แล้ว ข้อมูล Almanac มีอายุ 30 วัน ข้อมูล ephemeris มีอายุ 30 นาที ตามมาว่าอุปกรณ์ถูกปิดในช่วงเวลาสั้นๆ เมื่อเริ่มต้นอย่างรวดเร็ว อัลกอริธึมจะง่ายขึ้น - อุปกรณ์จะสร้างการเชื่อมต่อกับดาวเทียม หากจำเป็น จะอัปเดตจุดชั่วคราวและคำนวณตำแหน่ง

มีการเริ่มต้นที่อบอุ่น - ในกรณีนี้ปูมเป็นปัจจุบัน แต่ข้อมูลชั่วคราวจำเป็นต้องได้รับการอัปเดต ซึ่งต้องใช้เวลามากกว่านั้นเล็กน้อย เริ่มร้อนแรงแต่น้อยกว่าความเย็นอย่างเห็นได้ชัด

ข้อ จำกัด ในการซื้อและใช้โมดูล GPS แบบโฮมเมด

กฎหมายของรัสเซียกำหนดให้ผู้ผลิตลดความแม่นยำในการตรวจจับเครื่องรับ การทำงานด้วยความแม่นยำที่ไม่หยาบสามารถทำได้ก็ต่อเมื่อผู้ใช้มีใบอนุญาตเฉพาะเท่านั้น

ห้ามเข้า สหพันธรัฐรัสเซียมีวิธีการทางเทคนิคพิเศษที่ออกแบบมาเพื่อรับข้อมูลอย่างลับๆ (STS NPI) ซึ่งรวมถึงตัวติดตาม GPS ซึ่งใช้สำหรับควบคุมการเคลื่อนไหวของยานพาหนะและวัตถุอื่น ๆ อย่างเป็นความลับ สัญญาณหลักที่ผิดกฎหมาย วิธีการทางเทคนิค- ความลับของเขา ดังนั้นก่อนที่จะซื้ออุปกรณ์คุณต้องศึกษาคุณลักษณะของอุปกรณ์อย่างละเอียด รูปร่างเพื่อความพร้อมใช้งาน ฟังก์ชั่นที่ซ่อนอยู่และดูใบรับรองความสอดคล้องที่จำเป็นด้วย

สิ่งสำคัญคือต้องขายอุปกรณ์ในรูปแบบใด เมื่อแยกชิ้นส่วน อุปกรณ์อาจไม่ใช่ของ STS NPI แต่เมื่อรวบรวมแล้ว อุปกรณ์สำเร็จรูปอาจถูกจัดอยู่ในประเภทต้องห้ามแล้ว

เทคโนโลยี GPS ไม่เพียงแต่ใช้โดยผู้ที่ชื่นชอบรถยนต์และคนขับแท็กซี่เท่านั้น นอกจากนี้ยังเป็นที่นิยมในหมู่ผู้ชื่นชอบกิจกรรมกลางแจ้ง ชาวประมง และผู้ที่ขับรถ รูปภาพที่ใช้งานอยู่ชีวิตและการเดิน/ขับรถไปมาอย่างต่อเนื่อง หากมีใครต้องการรู้ว่าเขาอยู่ที่ไหน ตำแหน่งที่เขาต้องการอยู่ที่ไหน เขาเคลื่อนที่เร็วแค่ไหน และจะบรรลุเป้าหมายได้เร็วแค่ไหน GPS จะเข้ามาช่วยเหลือ

สาเหตุของความนิยมอย่างกว้างขวางของเทคโนโลยีนี้อยู่ที่:

• พื้นที่ครอบคลุมครอบคลุมทั้งหมด โลก;
• เทคโนโลยีนี้ไม่เพียงใช้ในตัวติดตาม GPS ที่ปลอดภัยราคาแพงเท่านั้น แต่ยังใช้ในระบบนำทาง GPS ที่ค่อนข้างถูกสำหรับรถยนต์และแม้แต่ในสมาร์ทโฟน
• ไม่จำเป็นต้องจ่ายเงินสำหรับการใช้ GPS

อ่านเพิ่มเติมว่า GPS คืออะไร

GPS เป็นตัวย่อของแนวคิดภาษาอังกฤษ Global Positioning System ซึ่งแปลเป็นภาษารัสเซียว่า "ระบบกำหนดตำแหน่งทั่วโลก" โครงการนี้คิดและดำเนินการโดยกองทัพสหรัฐฯ เพื่อวัตถุประสงค์ทางทหารโดยเฉพาะ แต่ต่อมาได้ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายเพื่อความต้องการของพลเรือน

พื้นฐานของระบบ GPS คือดาวเทียมนำทาง NAVSTAR จำนวน 24 ดวงซึ่งประกอบกันเป็น เครือข่ายเดียวและตั้งอยู่ในวงโคจรของโลกในลักษณะที่สามารถเข้าถึงดาวเทียมอย่างน้อย 4 ดวงจากจุดใดก็ได้บนโลก

ผลงาน ระบบทั่วโลกตำแหน่งได้รับการตรวจสอบจากภาคพื้นดินโดยสถานีสังเกตการณ์ที่ตั้งอยู่ในหมู่เกาะฮาวาย ในเมืองโคโลราโดสปริงส์ (โคโลราโด) ในควาจาเลนอะทอลล์ และบนเกาะแอสเซนชันและดิเอโก การ์เซีย ข้อมูลทั้งหมดที่รวบรวมโดยสถานีเหล่านี้จะถูกบันทึกแล้วส่งไปยัง โพสต์คำสั่งซึ่งตั้งอยู่ที่ฐานทัพอากาศชไรเวอร์ (โคโลราโด) ข้อมูลการนำทางและวงโคจรของดาวเทียมจะได้รับการปรับเปลี่ยนในส่วนนี้

พิกัดตัวติดตาม GPS คำนวณตามหลักการดังต่อไปนี้ สัญญาณวิทยุจะส่งผ่านจากดาวเทียมนำทางแต่ละดวงไปยังเครื่องรับที่อยู่ในพื้นที่เข้าถึง มีการวัดความล่าช้าของสัญญาณนี้ และจากการวัดเหล่านี้จะคำนวณระยะทางไปยังดาวเทียมแต่ละดวง ตำแหน่งของเครื่องรับจะคำนวณจากการวัดระยะห่างจากเครื่องรับทั้งหมด ดาวเทียมที่มีอยู่(ในธรณีวิทยาวิธีนี้เรียกว่าสามเหลี่ยม) ซึ่งทราบพิกัดและอยู่ในสัญญาณที่ส่ง

เครื่องรับ GPS ไม่เพียงแต่สามารถระบุตำแหน่งเท่านั้น แต่ยังคำนวณความเร็วของการเคลื่อนที่ เวลาที่ใช้ในการไปถึงสถานที่ที่กำหนด และแสดงทิศทางอีกด้วย แต่สิ่งนี้ไม่ได้นำไปใช้กับความสามารถของระบบ GPS มากนัก แต่ ซอฟต์แวร์เครื่องนำทาง

เกี่ยวกับประวัติความเป็นมาของ GPS และดาวเทียมนำทาง

แนวคิดในการสร้างระบบ การนำทางด้วยดาวเทียมชาวอเมริกันถูกไฟไหม้ในช่วงทศวรรษ 1950 เมื่อดาวเทียมโลกเทียมดวงแรกถูกปล่อยในสหภาพโซเวียต ในปี 1973 มีการเปิดตัวโปรแกรม DNSS ซึ่งต่อมาได้เปลี่ยนชื่อเป็น Navstar-GPS และต่อมาเป็นเพียง GPS ดาวเทียมดวงแรก (ทดสอบ) เปิดตัวสู่วงโคจรในปี พ.ศ. 2517

หลังจากที่ดาวเทียมนำทางโซเวียตดวงแรก GLONASS (Global Navigation Satellite System) เปิดตัวสู่วงโคจรในปี 1982 รัฐสภาคองเกรสแห่งสหรัฐอเมริกาได้จัดสรรเงินทุนให้กับกองทัพสหรัฐฯ เพื่อเร่งการทำงาน ดาวเทียม GPS ที่ใช้งานได้ดวงแรกเปิดตัวในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2521 และใช้งานใน เต็มกำลังระบบเริ่มต้นเมื่อปลายปี พ.ศ. 2536 เมื่อดาวเทียมทั้ง 24 ดวงเข้ามาแทนที่ในวงโคจรโลก

ดาวเทียมนำทางแต่ละดวงมีน้ำหนักประมาณ 900-1,000 กิโลกรัม และมีความยาวถึง 5 เมตรเมื่อติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ ระยะเฉลี่ยอายุการใช้งานของดาวเทียม - 10 ปี หลังจากช่วงเวลานี้ จะมีการส่งดาวเทียมดวงใหม่มาแทนที่ดาวเทียมที่หมดสภาพแล้ว

เกี่ยวกับเครื่องรับ GPS

ความเร็วในการคำนวณพิกัดเมื่อเปิดเครื่องรับความไวและความแม่นยำของตำแหน่งจะถูกกำหนดโดยชิปเซ็ตที่ติดตั้งไว้ ชิปเซ็ตสำหรับอุปกรณ์ GPS ผลิตโดยผู้ผลิตหลายราย แต่ที่พบบ่อยที่สุดคือ SiRFstarIIIจากเทคโนโลยี SiRf

เครื่องรับที่มีชิปเซ็ต SiRfstarIII มีเวลาเริ่มต้นที่สั้น (ไม่กี่วินาที) และสามารถรับสัญญาณจากดาวเทียม 20 ดวงได้พร้อมกัน มีความละเอียดอ่อนมากและช่วยให้คุณสามารถระบุพิกัดได้อย่างแม่นยำสูง

ความแตกต่างระหว่าง GPS และ A-GPS คืออะไร

รายการคุณสมบัติของสมาร์ทโฟนบางรุ่นระบุว่ามีโมดูล GPS อยู่และรุ่นอื่น ๆ - A-GPS โมดูลเหล่านี้แตกต่างกันอย่างไร?

อุปกรณ์ด้วย จีพีเอสปกติ- ในระหว่างการสตาร์ทขณะเครื่องเย็น (เมื่อไม่ได้ใช้งานระบบนำทางมาเป็นเวลานาน) เครื่องรับสามารถค้นหาดาวเทียมได้เป็นเวลานาน - บางครั้งเวลารออาจถึง 10 นาทีหรือมากกว่านั้น เนื่องจากเครื่องรับ GPS ค้นหาดาวเทียมโดยไม่ทราบตำแหน่งของดาวเทียม

ที่ โดยใช้ A-GPSอุปกรณ์จะได้รับข้อมูลที่จำเป็นบางส่วนทันทีโดยใช้เครือข่าย GPRS/3G (ปริมาณการรับส่งข้อมูลไม่เกิน 10 KB) ดังนั้น A-GPS จึงเป็นซอฟต์แวร์เสริมบนตัวรับสัญญาณ GPS ซึ่งช่วยลดเวลาที่ใช้ในการค้นหาดาวเทียมในระหว่างการสตาร์ทขณะเครื่องเย็นได้อย่างมาก นอกจากนี้ส่วนเสริมนี้ยังช่วยให้คุณเพิ่มความแม่นยำของตำแหน่งในพื้นที่ด้วย สัญญาณอ่อนจากดาวเทียม

อย่างไรก็ตาม A-GPS มีข้อเสียเล็กน้อยประการหนึ่ง ต่างจาก GPS ซึ่งใช้งานได้ฟรีโดยสมบูรณ์ A-GPS จะต้องชำระตามอัตราที่กำหนดโดยผู้ให้บริการของคุณ เนื่องจากใช้การรับส่งข้อมูลทางอินเทอร์เน็ต (แม้ว่าจะมีน้อยก็ตาม)

มักเกิดขึ้นกับโครงการที่มีเทคโนโลยีสูงผู้ริเริ่มการพัฒนาและการนำระบบ GPS (Global Positioning System) ตำแหน่งระดับโลก) กลายเป็นทหาร โครงการเครือข่ายดาวเทียมเพื่อกำหนดพิกัดแบบเรียลไทม์ทุกที่บนโลกเรียกว่า Navstar (ระบบนำทางพร้อมกำหนดเวลาและระยะ - ระบบนำทางเพื่อกำหนดเวลาและช่วง) ในขณะที่ตัวย่อ GPS ปรากฏขึ้นในภายหลังเมื่อระบบเริ่มใช้งาน ไม่เพียงแต่ในการป้องกันเท่านั้น แต่ยังเพื่อวัตถุประสงค์ทางพลเรือนด้วย

ขั้นตอนแรกในการปรับใช้เครือข่ายการนำทางเกิดขึ้นในช่วงกลางทศวรรษที่ 1970 และการดำเนินการเชิงพาณิชย์ของระบบในรูปแบบปัจจุบันเริ่มขึ้นในปี 1995 ขณะนี้มีดาวเทียมที่ใช้งานอยู่ 28 ดวง กระจายเท่าๆ กันในวงโคจรที่ระดับความสูง 20,350 กม. (ดาวเทียม 24 ดวงเพียงพอสำหรับการใช้งานเต็มรูปแบบ)

มองไปข้างหน้าอีกหน่อยก็จะพูดอย่างนั้นจริงๆ จุดสำคัญวี ประวัติจีพีเอสเป็นการตัดสินใจของประธานาธิบดีสหรัฐฯ ที่จะยกเลิกตั้งแต่วันที่ 1 พฤษภาคม พ.ศ. 2543 ระบอบการปกครองที่เรียกว่าการเข้าถึงแบบเลือก (SA - ความพร้อมใช้งานแบบเลือกสรร) - ข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นอย่างไม่ถูกต้อง สัญญาณดาวเทียมสำหรับการทำงานที่ไม่ถูกต้องของเครื่องรับ GPS พลเรือน จากนี้ไป เทอร์มินัลสมัครเล่นสามารถระบุพิกัดได้อย่างแม่นยำหลายเมตร (ก่อนหน้านี้มีข้อผิดพลาดหลายสิบเมตร)! รูปที่ 1 แสดงข้อผิดพลาดในการนำทางก่อนและหลังการปิดใช้งานโหมดการเข้าถึงแบบเลือก (ข้อมูล)

ลองคิดดูสิ โครงร่างทั่วไปวิธีการทำงานของระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลก จากนั้นเราจะพูดถึงแง่มุมต่างๆ ของผู้ใช้ เรามาเริ่มการพิจารณาด้วยหลักการกำหนดระยะซึ่งรองรับการทำงานของระบบนำทางในอวกาศ

อัลกอริธึมสำหรับการวัดระยะห่างจากจุดสังเกตถึงดาวเทียม

การกำหนดระยะจะขึ้นอยู่กับการคำนวณระยะทางจากการหน่วงเวลาของการแพร่กระจายสัญญาณวิทยุจากดาวเทียมไปยังเครื่องรับ หากคุณทราบเวลาการแพร่กระจายของสัญญาณวิทยุ ก็สามารถคำนวณเส้นทางที่สัญญาณเคลื่อนที่ได้อย่างง่ายดายโดยการคูณเวลาด้วยความเร็วแสง

ดาวเทียม GPS แต่ละดวงจะสร้างคลื่นวิทยุอย่างต่อเนื่องสองความถี่ - L1=1575.42 MHz และ L2=1227.60 MHz กำลังส่งคือ 50 และ 8 วัตต์ตามลำดับ สัญญาณนำทางเป็นรหัสสุ่มหลอกแบบเปลี่ยนเฟส PRN (รหัสตัวเลขสุ่มหลอก) PRN มีสองประเภท: ประเภทแรกคือรหัส C/A (รหัสการได้มาซึ่งข้อมูลหยาบ) ใช้ในเครื่องรับพลเรือน รหัส P ที่สอง (รหัสความแม่นยำ) ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางการทหาร และบางครั้งใช้สำหรับการแก้ปัญหาภูมิศาสตร์และการทำแผนที่ด้วย . ความถี่ L1 ถูกมอดูเลตโดยทั้ง C/A และ P-code ความถี่ L2 มีไว้เพื่อการส่ง P-code เท่านั้น นอกเหนือจากที่อธิบายไว้แล้ว ยังมีรหัส Y ซึ่งเป็นรหัส P ที่เข้ารหัส (ในช่วงสงคราม ระบบการเข้ารหัสอาจมีการเปลี่ยนแปลง)

ระยะเวลาการทำซ้ำโค้ดค่อนข้างนาน (เช่น สำหรับ P-code คือ 267 วัน) เครื่องรับ GPS แต่ละตัวมีเครื่องกำเนิดของตัวเอง ทำงานที่ความถี่เดียวกันและปรับสัญญาณตามกฎเดียวกันกับเครื่องกำเนิดดาวเทียม ดังนั้น จากเวลาหน่วงระหว่างส่วนที่เหมือนกันของรหัสที่ได้รับจากดาวเทียมและสร้างขึ้นอย่างอิสระ จึงเป็นไปได้ที่จะคำนวณเวลาการแพร่กระจายของสัญญาณ และผลที่ตามมาก็คือระยะห่างถึงดาวเทียม

ปัญหาทางเทคนิคหลักอย่างหนึ่งของวิธีการที่อธิบายไว้ข้างต้นคือการซิงโครไนซ์นาฬิกาบนดาวเทียมและเครื่องรับ แม้แต่ข้อผิดพลาดเล็กๆ น้อยๆ ตามมาตรฐานทั่วไปก็อาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดใหญ่ในการกำหนดระยะทางได้ ดาวเทียมแต่ละดวงมีความแม่นยำสูง นาฬิกาอะตอม- เป็นที่ชัดเจนว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะติดตั้งสิ่งนี้ในเครื่องรับทุกเครื่อง ดังนั้น เพื่อแก้ไขข้อผิดพลาดในการกำหนดพิกัดเนื่องจากข้อผิดพลาดในนาฬิกาที่สร้างไว้ในเครื่องรับ จึงมีการใช้ข้อมูลซ้ำซ้อนบางส่วนที่จำเป็นสำหรับการอ้างอิงทางภูมิศาสตร์ที่ไม่คลุมเครือ (เพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้ในภายหลังเล็กน้อย)

นอกจากสัญญาณนำทางแล้ว ดาวเทียมยังส่งข้อมูลบริการประเภทต่างๆ อย่างต่อเนื่อง เครื่องรับจะได้รับ เช่น ephemeris (ข้อมูลที่แม่นยำเกี่ยวกับวงโคจรของดาวเทียม) การพยากรณ์ความล่าช้าในการแพร่กระจายของสัญญาณวิทยุในชั้นบรรยากาศรอบนอก (เนื่องจากความเร็วของแสงเปลี่ยนแปลงเมื่อมันผ่านชั้นบรรยากาศต่างๆ) ตลอดจนข้อมูลเกี่ยวกับประสิทธิภาพของดาวเทียม (หรือที่เรียกว่า “ปูม” ซึ่งจะอัพเดทข้อมูลเกี่ยวกับสถานะและวงโคจรของดาวเทียมทุกดวงทุกๆ 12.5 นาที) ข้อมูลนี้จะถูกส่งที่ 50 bps บนความถี่ L1 หรือ L2

หลักการทั่วไปในการกำหนดพิกัดโดยใช้ GPS

พื้นฐานของแนวคิดในการกำหนดพิกัดของเครื่องรับ GPS คือการคำนวณระยะทางจากดาวเทียมไปยังดาวเทียมหลายดวงซึ่งถือว่าทราบตำแหน่งแล้ว (ข้อมูลนี้มีอยู่ในปูมที่ได้รับจากดาวเทียม) ในวิชาธรณีวิทยา วิธีการคำนวณตำแหน่งของวัตถุโดยการวัดระยะห่างจากจุดต่างๆ ด้วยพิกัดที่กำหนด เรียกว่า ไตรลาเตอเรชัน รูปที่ 2

หากทราบระยะทาง A ถึงดาวเทียมหนึ่งดวง พิกัดของเครื่องรับก็ไม่สามารถระบุได้ (สามารถระบุตำแหน่งที่จุดใดก็ได้บนทรงกลมรัศมี A ที่อธิบายไว้รอบๆ ดาวเทียม) ให้ทราบระยะห่าง B ของเครื่องรับจากดาวเทียมดวงที่สอง ในกรณีนี้ ไม่สามารถระบุพิกัดได้ - วัตถุนั้นอยู่ที่ไหนสักแห่งบนวงกลม (แสดงเป็นสีน้ำเงินในรูปที่ 2) ซึ่งเป็นจุดตัดของทรงกลมสองทรงกลม ระยะห่าง C ถึงดาวเทียมดวงที่สามจะช่วยลดความไม่แน่นอนในพิกัดลงเหลือสองจุด (ระบุด้วยจุดสีน้ำเงินหนาสองจุดในรูปที่ 2) นี่เพียงพอที่จะกำหนดพิกัดได้อย่างชัดเจน - ความจริงก็คือของทั้งสอง จุดที่เป็นไปได้ตำแหน่งของตัวรับสัญญาณมีเพียงอันเดียวเท่านั้นที่อยู่บนพื้นผิวโลก (หรือในบริเวณใกล้เคียง) และอันที่สองเท็จปรากฎว่าอยู่ลึกลงไปในโลกหรือสูงมากเหนือพื้นผิวของมัน ดังนั้น ตามทฤษฎีแล้ว สำหรับการนำทางสามมิติ ก็เพียงพอที่จะทราบระยะทางจากเครื่องรับถึงดาวเทียมสามดวง

อย่างไรก็ตามในชีวิตทุกอย่างไม่ง่ายนัก ข้อควรพิจารณาข้างต้นจัดทำขึ้นสำหรับกรณีที่ทราบระยะห่างจากจุดสังเกตการณ์ถึงดาวเทียม ความแม่นยำแน่นอน- แน่นอนว่าไม่ว่าวิศวกรจะซับซ้อนเพียงใด ข้อผิดพลาดบางอย่างก็เกิดขึ้นเสมอ (อย่างน้อยก็ในแง่ของการซิงโครไนซ์เครื่องรับและนาฬิกาดาวเทียมที่ไม่ถูกต้องที่ระบุไว้ในส่วนก่อนหน้า การพึ่งพาความเร็วแสงกับสถานะของบรรยากาศ ฯลฯ) ดังนั้นเพื่อกำหนดพิกัดสามมิติของเครื่องรับจึงไม่ใช่ดาวเทียมสามดวง แต่อย่างน้อยสี่ดวงที่เกี่ยวข้อง

เมื่อได้รับสัญญาณจากดาวเทียมสี่ดวง (หรือมากกว่า) เครื่องรับจะมองหาจุดตัดของทรงกลมที่สอดคล้องกัน หากไม่มีจุดดังกล่าว ตัวประมวลผลตัวรับจะเริ่มปรับนาฬิกาโดยใช้การประมาณต่อเนื่องกันจนกระทั่งถึงจุดตัดของทรงกลมทั้งหมดที่จุดหนึ่ง

ควรสังเกตว่าความแม่นยำในการกำหนดพิกัดนั้นไม่เพียงเกี่ยวข้องกับการคำนวณระยะทางจากเครื่องรับถึงดาวเทียมอย่างแม่นยำเท่านั้น แต่ยังรวมถึงขนาดของข้อผิดพลาดในการระบุตำแหน่งของดาวเทียมด้วย เพื่อตรวจสอบวงโคจรและพิกัดของดาวเทียม มีสถานีติดตามภาคพื้นดินสี่แห่ง ระบบการสื่อสาร และศูนย์ควบคุมที่ควบคุมโดยกระทรวงกลาโหมสหรัฐอเมริกา สถานีติดตามจะตรวจสอบดาวเทียมทุกดวงในระบบอย่างต่อเนื่องและส่งข้อมูลเกี่ยวกับวงโคจรไปยังศูนย์ควบคุม ซึ่งมีการคำนวณองค์ประกอบวิถีโคจรที่อัปเดตและการแก้ไขนาฬิกาดาวเทียม พารามิเตอร์ที่ระบุจะถูกป้อนลงในปูมและส่งไปยังดาวเทียม จากนั้นจะส่งข้อมูลนี้ไปยังเครื่องรับปฏิบัติการทั้งหมด

นอกจากที่ระบุไว้แล้ว ยังมีอีกมากมาย ระบบพิเศษการเพิ่มความแม่นยำในการนำทาง - ตัวอย่างเช่น วงจรประมวลผลสัญญาณพิเศษจะช่วยลดข้อผิดพลาดจากการรบกวน (ปฏิกิริยาระหว่างสัญญาณดาวเทียมโดยตรงกับสัญญาณที่สะท้อน เช่น จากอาคาร) เราจะไม่เจาะลึกถึงลักษณะเฉพาะของการทำงานของอุปกรณ์เหล่านี้เพื่อไม่ให้ข้อความซับซ้อนโดยไม่จำเป็น

หลังจากยกเลิกโหมดการเข้าถึงแบบเลือกที่อธิบายไว้ข้างต้น เครื่องรับพลเรือนจะถูก "ล็อคเข้ากับภูมิประเทศ" โดยมีข้อผิดพลาด 3-5 เมตร (ความสูงถูกกำหนดด้วยความแม่นยำประมาณ 10 เมตร) ตัวเลขที่กำหนดสอดคล้องกับการรับสัญญาณจากดาวเทียม 6-8 ดวงพร้อมกัน (ส่วนใหญ่ อุปกรณ์ที่ทันสมัยมีตัวรับสัญญาณ 12 ช่องที่ให้คุณประมวลผลข้อมูลจากดาวเทียม 12 ดวงพร้อมกัน)

โหมดการแก้ไขส่วนต่างที่เรียกว่า (DGPS - Differential GPS) ช่วยให้คุณลดข้อผิดพลาดในเชิงคุณภาพ (สูงสุดหลายเซนติเมตร) ในการวัดพิกัด โหมดดิฟเฟอเรนเชียลประกอบด้วยการใช้ตัวรับสัญญาณสองตัว - อันหนึ่งอยู่กับที่ ณ จุดที่มีพิกัดที่รู้จักและเรียกว่า "ฐาน" และอันที่สองเหมือนเมื่อก่อนคือมือถือ ข้อมูลที่ได้รับจากเครื่องรับพื้นฐานใช้เพื่อแก้ไขข้อมูลที่รวบรวมโดยอุปกรณ์มือถือ การแก้ไขสามารถทำได้ทั้งแบบเรียลไทม์และระหว่างการประมวลผลข้อมูล "ออฟไลน์" เช่น บนคอมพิวเตอร์

โดยทั่วไปแล้ว ผู้รับมืออาชีพที่เป็นของบริษัทที่เชี่ยวชาญในการให้บริการนำทางหรือมีส่วนร่วมในการสำรวจทางธรณีวิทยาจะถูกใช้เป็นฐาน ตัวอย่างเช่น ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2541 ใกล้กับเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก บริษัท NavGeoCom ได้ติดตั้งสถานีภาคพื้นดิน GPS แบบดิฟเฟอเรนเชียลแห่งแรกของรัสเซีย กำลังส่งของสถานีคือ 100 วัตต์ (ความถี่ 298.5 kHz) ซึ่งช่วยให้คุณใช้ DGPS ในระยะทางสูงสุด 300 กม. จากสถานีทางทะเล และสูงสุด 150 กม. ทางบก นอกจากเครื่องรับฐานภาคพื้นดินแล้ว ระบบบริการส่วนต่างดาวเทียม OmniStar ยังสามารถใช้เพื่อแก้ไขส่วนต่างของข้อมูล GPS ได้อีกด้วย ข้อมูลสำหรับการแก้ไขถูกส่งมาจากหลาย ๆ แห่ง ดาวเทียมค้างฟ้าบริษัท.

ควรสังเกตว่าลูกค้าหลักของการแก้ไขส่วนต่างคือบริการทางภูมิศาสตร์และภูมิประเทศ - สำหรับผู้ใช้ส่วนตัว DGPS ไม่เป็นที่สนใจเนื่องจาก ค่าใช้จ่ายที่สูง(แพ็คเกจบริการ OmniStar ในยุโรปมีราคามากกว่า 1,500 เหรียญสหรัฐต่อปี) และความเทอะทะของอุปกรณ์ และไม่น่าเป็นไปได้ที่สถานการณ์จะเกิดขึ้นในชีวิตประจำวันเมื่อคุณจำเป็นต้องรู้ความสมบูรณ์ของตัวเอง พิกัดทางภูมิศาสตร์มีข้อผิดพลาด 10-30 ซม.

โดยสรุปส่วนที่เล่าเกี่ยวกับแง่มุม "ทางทฤษฎี" ของการทำงานของ GPS ฉันจะบอกว่าในกรณีของการนำทางในอวกาศรัสเซียรัสเซียได้ไปตามทางของตัวเองและกำลังพัฒนา ระบบของตัวเอง GLONASS (ระบบดาวเทียมนำทางทั่วโลก) แต่เนื่องจากขาดการลงทุนที่เหมาะสม ปัจจุบันมีดาวเทียมเพียง 7 ดวงจากทั้งหมด 24 ดวงที่ต้องการเท่านั้นที่อยู่ในวงโคจร การทำงานปกติระบบ...

บันทึกส่วนตัวโดยย่อจากผู้ใช้ GPS

บังเอิญว่าฉันได้เรียนรู้เกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการระบุตำแหน่งของฉันโดยใช้อุปกรณ์สวมใส่ที่มีขนาดเท่าโทรศัพท์มือถือในปี 1997 จากนิตยสารบางฉบับ อย่างไรก็ตามโอกาสอันยอดเยี่ยมที่ผู้เขียนบทความนี้ได้รับมาถูกบดขยี้อย่างไร้ความปราณีด้วยราคาของอุปกรณ์นำทางที่ระบุในข้อความ - เกือบ 400 ดอลลาร์!

หนึ่งปีครึ่งต่อมา (ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2541) โชคชะตาพาฉันไปที่ร้านกีฬาเล็ก ๆ ในเมืองบอสตันของอเมริกา ลองนึกภาพความประหลาดใจและความสุขของฉันเมื่อฉันบังเอิญสังเกตเห็นเครื่องนำทางหลายเครื่องที่หน้าต่างบานใดบานหนึ่ง โดยเครื่องที่แพงที่สุดมีราคา 250 ดอลลาร์ (รุ่นธรรมดาเสนอราคา 99 ดอลลาร์) แน่นอนว่าฉันไม่สามารถออกจากร้านได้หากไม่มีอุปกรณ์ดังนั้นฉันจึงเริ่มทรมานผู้ขายเกี่ยวกับลักษณะข้อดีและข้อเสียของแต่ละรุ่น ฉันไม่ได้ยินสิ่งที่เข้าใจได้จากพวกเขา (และไม่ใช่เลยเพราะฉันไม่รู้ภาษาอังกฤษดี) ดังนั้นฉันจึงต้องคิดออกด้วยตัวเอง และเป็นผลให้, อย่างที่มักจะเกิดขึ้น, ขั้นสูงสุดและ โมเดลราคาแพง- Garmin GPS II+ รวมถึงเคสพิเศษสำหรับเครื่องและสายไฟจากช่องเสียบที่จุดบุหรี่ของรถยนต์ ทางร้านมีอุปกรณ์เสริมอีกสองชิ้นสำหรับอุปกรณ์ของฉันในตอนนี้ ได้แก่ อุปกรณ์สำหรับติดตั้งระบบนำทางบนแฮนด์จักรยานและสายไฟสำหรับเชื่อมต่อกับพีซี ฉันเล่นกับรุ่นหลังมาเป็นเวลานาน แต่สุดท้ายฉันก็ตัดสินใจว่าจะไม่ซื้อมันเพราะว่าราคาสูง (มากกว่า 30 ดอลลาร์เล็กน้อย) เมื่อปรากฏในภายหลังฉันไม่ได้ซื้อสายไฟอย่างถูกต้องเนื่องจากการโต้ตอบระหว่างอุปกรณ์กับคอมพิวเตอร์ทั้งหมดทำให้เส้นทางที่เดินทางเข้าสู่คอมพิวเตอร์ "ซีดจาง" (และฉันคิดว่าพิกัดแบบเรียลไทม์ด้วย แต่มีข้อสงสัยบางประการเกี่ยวกับเรื่องนี้) และถึงแม้จะต้องซื้อซอฟต์แวร์จาก Garmin ขออภัย ไม่มีตัวเลือกให้โหลดแผนที่ลงในอุปกรณ์

การให้ คำอธิบายโดยละเอียดฉันจะไม่มีอุปกรณ์เป็นของตัวเอง หากเพียงเพราะมันเลิกผลิตไปแล้ว (ผู้ที่ต้องการทำความคุ้นเคยกับข้อกำหนดทางเทคนิคโดยละเอียดก็สามารถทำได้) ฉันจะทราบเพียงว่าน้ำหนักของเครื่องนำทางคือ 255 กรัมขนาด 59x127x41 มม. ด้วยหน้าตัดรูปสามเหลี่ยม อุปกรณ์จึงมีความเสถียรอย่างยิ่งบนโต๊ะหรือแผงหน้าปัดรถยนต์ (มีตีนตุ๊กแกมาด้วยเพื่อให้กระชับพอดี) กำลังจ่ายจากสี่ แบตเตอรี่ AA AA (เพียงพอสำหรับการทำงานต่อเนื่อง 24 ชั่วโมงเท่านั้น) หรือแหล่งภายนอก ฉันจะพยายามพูดถึงความสามารถหลักของอุปกรณ์ของฉัน ซึ่งฉันคิดว่ามีเครื่องนำทางส่วนใหญ่ในตลาด

เมื่อมองแวบแรก GPS II+ อาจเข้าใจผิดได้ โทรศัพท์มือถือเปิดตัวเมื่อสองสามปีก่อน ทันทีที่คุณมองอย่างใกล้ชิด คุณจะสังเกตเห็นเสาอากาศที่หนาผิดปกติ จอแสดงผลขนาดใหญ่ (56x38 มม.!) และปุ่มจำนวนเล็กน้อยตามมาตรฐานโทรศัพท์

เมื่อคุณเปิดอุปกรณ์ กระบวนการรวบรวมข้อมูลจากดาวเทียมจะเริ่มต้นขึ้น และหน้าจอจะแสดงภาพเคลื่อนไหวอย่างง่าย (ลูกโลกหมุน) หลังจากการเริ่มต้นครั้งแรก (ซึ่งใช้เวลาสองสามนาทีในที่โล่ง) แผนที่ท้องฟ้าดั้งเดิมพร้อมตัวเลขจะปรากฏขึ้นบนจอแสดงผล ดาวเทียมที่มองเห็นได้และถัดมาเป็นฮิสโตแกรมแสดงระดับสัญญาณจากดาวเทียมแต่ละดวง นอกจากนี้ ข้อผิดพลาดในการนำทางจะถูกระบุ (เป็นเมตร) - ยิ่งอุปกรณ์มองเห็นดาวเทียมมากเท่าใด พิกัดก็จะยิ่งแม่นยำมากขึ้นเท่านั้น

อินเทอร์เฟซ GPS II+ สร้างขึ้นบนหลักการ "เปลี่ยนหน้า" (มีปุ่ม PAGE พิเศษสำหรับสิ่งนี้ด้วยซ้ำ) "หน้าดาวเทียม" ได้รับการอธิบายไว้ข้างต้นและนอกจากนั้นยังมี "หน้าการนำทาง" "แผนที่" "หน้ากลับ" "หน้าเมนู" และอื่นๆ อีกมากมาย ควรสังเกตว่าอุปกรณ์ที่อธิบายนั้นไม่ใช่ Russified แต่ถึงแม้จะมีความรู้ภาษาอังกฤษไม่ดีคุณก็สามารถเข้าใจการทำงานของอุปกรณ์ได้

หน้าการนำทางจะแสดง: พิกัดทางภูมิศาสตร์ที่แน่นอน ระยะทางที่เดินทาง ความเร็วขณะนั้นและความเร็วเฉลี่ย ระดับความสูง เวลาเดินทาง และเข็มทิศอิเล็กทรอนิกส์ที่ด้านบนของหน้าจอ ต้องบอกว่าระดับความสูงถูกกำหนดโดยมีข้อผิดพลาดมากกว่าพิกัดแนวนอนสองพิกัดมาก (มีหมายเหตุพิเศษเกี่ยวกับเรื่องนี้ในคู่มือผู้ใช้) ซึ่งไม่อนุญาตให้ใช้ GPS เช่น เพื่อกำหนดระดับความสูงโดยนักร่มร่อน . แต่ความเร็วในขณะนั้นนั้นคำนวณได้อย่างแม่นยำอย่างยิ่ง (โดยเฉพาะสำหรับวัตถุที่เคลื่อนที่เร็ว) ซึ่งทำให้สามารถใช้อุปกรณ์เพื่อกำหนดความเร็วของรถเคลื่อนบนหิมะได้ (มาตรวัดความเร็วซึ่งมีแนวโน้มที่จะโกหกอย่างมีนัยสำคัญ) ฉันให้ได้" คำแนะนำที่ไม่ดี" - หลังจากเช่ารถแล้ว ให้ปิดมาตรวัดความเร็ว (เพื่อให้นับกิโลเมตรน้อยลง เพราะการจ่ายมักจะเป็นสัดส่วนกับระยะทาง) และกำหนดความเร็วและระยะทางที่เดินทางโดยใช้ GPS (โชคดีที่วัดได้ทั้งหน่วยไมล์และหน่วยเป็น กิโลเมตร)

ความเร็วเฉลี่ยของการเคลื่อนที่ถูกกำหนดโดยใช้อัลกอริธึมที่ค่อนข้างแปลก - เวลาว่าง (เมื่อความเร็วชั่วขณะเป็นศูนย์) จะไม่ถูกนำมาพิจารณาในการคำนวณ (ในความคิดของฉันมีเหตุผลมากกว่านั้นก็แค่หารระยะทางที่เดินทางด้วย เวลารวมการเดินทาง แต่ผู้สร้าง GPS II+ ได้รับการชี้แนะจากข้อพิจารณาอื่นๆ บางประการ)

ระยะทางที่เดินทางจะแสดงบน "แผนที่" (หน่วยความจำของอุปกรณ์ใช้งานได้ 800 กิโลเมตร - ด้วยระยะทางที่มากขึ้น เครื่องหมายที่เก่าแก่ที่สุดจะถูกลบโดยอัตโนมัติ) ดังนั้นหากคุณต้องการ คุณสามารถดูรูปแบบการเดินทางของคุณได้ ขนาดของแผนที่แตกต่างกันไปตั้งแต่สิบเมตรถึงหลายร้อยกิโลเมตร ซึ่งไม่ต้องสงสัยเลยว่าสะดวกมาก สิ่งที่น่าทึ่งที่สุดคือหน่วยความจำของอุปกรณ์ประกอบด้วยพิกัดของตัวหลัก การตั้งถิ่นฐานทั่วทุกมุมโลก! แน่นอนว่าสหรัฐอเมริกามีรายละเอียดมากกว่า (เช่น พื้นที่ทั้งหมดของบอสตันปรากฏบนแผนที่พร้อมชื่อ) มากกว่ารัสเซีย (ระบุที่ตั้งของเมืองเช่นมอสโก ตเวียร์ โปโดลสค์ ฯลฯ ที่นี่) เช่น ลองนึกภาพว่าคุณกำลังเดินทางจากมอสโกไปเบรสต์ ค้นหา "Brest" ในหน่วยความจำของเนวิเกเตอร์ กดปุ่มพิเศษ "GO TO" และทิศทางการเคลื่อนที่ของคุณจะปรากฏบนหน้าจอ ทิศทางทั่วโลกสู่เบรสต์; จำนวนกิโลเมตร (เป็นเส้นตรง) ที่เหลือจนถึงจุดหมายปลายทาง ความเร็วเฉลี่ยและเวลาที่คาดว่าจะมาถึง และทุกที่ในโลก แม้แต่ในสาธารณรัฐเช็ก แม้แต่ในออสเตรเลีย แม้แต่ในประเทศไทย...

ฟังก์ชันที่เรียกว่า return มีประโยชน์ไม่น้อย หน่วยความจำของอุปกรณ์ช่วยให้คุณบันทึกจุดสำคัญ (เวย์พอยท์) ได้มากถึง 500 จุด ผู้ใช้สามารถตั้งชื่อแต่ละจุดได้ตามดุลยพินิจของตนเอง (เช่น DOM, DACHA เป็นต้น) และยังมีไอคอนต่างๆ ไว้เพื่อแสดงข้อมูลบนจอแสดงผลอีกด้วย เมื่อเปิดฟังก์ชั่นการกลับไปยังจุดหนึ่ง (จุดใดจุดหนึ่งที่บันทึกไว้ล่วงหน้า) เจ้าของเครื่องนำทางจะได้รับความสามารถเช่นเดียวกับในกรณีของเบรสต์ที่อธิบายไว้ข้างต้น (เช่น ระยะทางถึงจุด เวลาที่มาถึงโดยประมาณ และทุกอย่าง อื่น). ตัวอย่างเช่นฉันมีกรณีเช่นนี้ เมื่อมาถึงปรากโดยรถยนต์และเช็คอินที่โรงแรม ฉันและเพื่อนก็ไปที่ใจกลางเมือง เราทิ้งรถไว้ในลานจอดรถแล้วออกไปเดินเล่น หลังจากเดินเล่นและรับประทานอาหารเย็นที่ร้านอาหารอย่างไร้จุดหมายเป็นเวลาสามชั่วโมง เราก็พบว่าเราจำไม่ได้เลยว่าเราลงจากรถไปที่ใด ข้างนอกตอนกลางคืน เราอยู่บนถนนสายเล็กๆ สายหนึ่ง เมืองที่ไม่คุ้นเคย... โชคดีที่ก่อนลงจากรถฉันได้บันทึกตำแหน่งไว้ในเนวิเกเตอร์แล้ว ตอนนี้เมื่อกดปุ่มสองสามปุ่มบนอุปกรณ์ฉันพบว่ารถจอดอยู่ห่างจากเรา 500 เมตรและหลังจากนั้น 15 นาทีเราก็ฟังเพลงเงียบ ๆ ขณะที่ขับรถไปโรงแรมแล้ว

นอกเหนือจากการเคลื่อนไปยังเครื่องหมายที่บันทึกไว้เป็นเส้นตรงซึ่งไม่สะดวกเสมอไปในสภาพเมือง Garmin ยังมีฟังก์ชัน TrackBack - กลับมาตามเส้นทางของคุณเอง กล่าวโดยคร่าวๆ เส้นโค้งการเคลื่อนที่จะประมาณด้วยส่วนตรงจำนวนหนึ่ง และเครื่องหมายจะถูกวางไว้ที่จุดพัก ในแต่ละส่วนที่เป็นทางตรง เครื่องนำทางจะพาผู้ใช้ไปยังเครื่องหมายที่ใกล้ที่สุด และเมื่อไปถึงแล้ว เครื่องจะสลับไปยังเครื่องหมายถัดไปโดยอัตโนมัติ พิเศษเฉพาะ ฟังก์ชั่นที่สะดวกเมื่อขับรถในพื้นที่ที่ไม่คุ้นเคย (แน่นอนว่าสัญญาณจากดาวเทียมไม่ผ่านอาคารดังนั้นเพื่อให้ได้ข้อมูลเกี่ยวกับพิกัดของคุณในสภาพที่มีอาคารหนาแน่นคุณต้องมองหาสถานที่เปิดโล่งไม่มากก็น้อย ).

ฉันจะไม่อธิบายความสามารถของอุปกรณ์เพิ่มเติม - เชื่อฉันเถอะว่านอกเหนือจากที่อธิบายไว้แล้วยังมีอุปกรณ์ที่น่าพอใจและจำเป็นอีกมากมาย เพียงเปลี่ยนการวางแนวจอแสดงผลก็คุ้มค่า - คุณสามารถใช้อุปกรณ์ได้ทั้งในตำแหน่งแนวนอน (รถยนต์) และแนวตั้ง (คนเดินเท้า) (ดูรูปที่ 3)

ฉันถือว่าข้อดีหลักประการหนึ่งของ GPS สำหรับผู้ใช้คือไม่มีค่าธรรมเนียมในการใช้ระบบ ฉันซื้ออุปกรณ์หนึ่งครั้งและสนุกกับมัน!

บทสรุป.

ฉันคิดว่าไม่จำเป็นต้องแสดงรายการขอบเขตการใช้งานของระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลกที่พิจารณาแล้ว เครื่องรับ GPS มีอยู่ในรถยนต์ โทรศัพท์มือถือ และแม้แต่นาฬิกา! เมื่อเร็ว ๆ นี้ฉันพบข้อความเกี่ยวกับการพัฒนาชิปที่รวมตัวรับสัญญาณ GPS ขนาดเล็กและ โมดูลจีเอสเอ็ม- เสนอให้ติดตั้งปลอกคอสุนัขด้วยอุปกรณ์ต่างๆ เพื่อให้เจ้าของสามารถค้นหาสุนัขที่สูญหายได้อย่างง่ายดายผ่านเครือข่ายเซลลูล่าร์

แต่ในน้ำผึ้งทุกถังมีแมลงวันอยู่ในครีม ในกรณีนี้ กฎหมายรัสเซียจะมีบทบาทอย่างหลัง ฉันจะไม่ลงรายละเอียดเกี่ยวกับ ด้านกฎหมายการใช้เครื่องนำทาง GPS ในรัสเซีย (สามารถพบได้บางอย่างเกี่ยวกับเรื่องนี้) ฉันจะทราบเพียงว่าอุปกรณ์นำทางที่มีความแม่นยำสูงในทางทฤษฎี (ซึ่งไม่ต้องสงสัยเลยแม้แต่เครื่องรับ GPS มือสมัครเล่น) เป็นสิ่งต้องห้ามในประเทศของเราและเจ้าของของพวกเขาจะ อาจถูกยึดอุปกรณ์และปรับจำนวนมาก

โชคดีสำหรับผู้ใช้ ในรัสเซีย ความเข้มงวดของกฎหมายได้รับการชดเชยโดยทางเลือกในการบังคับใช้ - ตัวอย่างเช่น เขาเดินทางไปทั่วมอสโก เป็นจำนวนมากรถลีมูซีนพร้อมเสาอากาศเครื่องซักผ้าสำหรับเครื่องรับ GPS บนฝากระโปรงหลัง เรือเดินทะเลที่จริงจังไม่มากก็น้อยทั้งหมดติดตั้ง GPS (และนักเล่นเรือยอทช์ทั้งรุ่นก็เติบโตขึ้นมาซึ่งมีปัญหาในการหาทางโดยใช้เข็มทิศและวิธีการนำทางแบบดั้งเดิมอื่น ๆ ) ฉันหวังว่าเจ้าหน้าที่จะไม่พูดล้อของเรา ความก้าวหน้าทางเทคนิคและในอนาคตอันใกล้นี้พวกเขาจะรับรองการใช้เครื่องรับ GPS ในประเทศของเราอย่างถูกกฎหมาย (พวกเขาได้ยกเลิกการอนุญาตสำหรับโทรศัพท์มือถือ) และจะให้การดำเนินการต่อไปสำหรับการแยกประเภทและการจำลองแบบ แผนที่โดยละเอียดภูมิประเทศที่จำเป็นสำหรับการใช้งานระบบนำทางรถยนต์อย่างเต็มที่

“จีพีเอส” ในรายการ ลักษณะทางเทคนิคแท็บเล็ตถูกนำมาใช้แล้ว และไม่ใช่โมเดลสมัยใหม่สักตัวเดียวที่สามารถทำได้หากไม่มีมัน มีเพียงโมดูล GPS เท่านั้นที่สามารถทำได้ ประเภทต่างๆดังนั้นจึงมีฟังก์ชันที่แตกต่างกัน อะไรคือความแตกต่างและอะไรจะดีไปกว่าการเลือก?

ดังนั้น A-GPS (ระบบช่วยระบุตำแหน่งบนพื้นโลก) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ทำให้ GPS แบบเดิมทันสมัยขึ้น โดยปรับปรุงในทางใดทางหนึ่ง A-GPS ช่วยให้คุณระบุตำแหน่งของอุปกรณ์ได้อย่างรวดเร็ว ในขณะเดียวกันก็ใช้พลังงานแบตเตอรี่น้อยลง นอกจากนี้ ด้วย A-GPS ยังสามารถรับสัญญาณได้ในพื้นที่ที่เข้าถึงยาก เช่น ในอาคาร ถนนที่มีผู้คนพลุกพล่านในมหานคร และแม้แต่ในอุโมงค์ ยังไง?

เทคโนโลยี

การระบุตำแหน่งของคุณจะใช้เวลานานแค่ไหนนั้นขึ้นอยู่กับว่าปูมที่จัดเก็บไว้ในเครื่องรับและจุดชั่วคราวนั้นเป็นอย่างไร ปูมจะถูกส่งผ่านสัญญาณ GPS และแสดงข้อมูลรวมเกี่ยวกับพารามิเตอร์ของวงโคจรดาวเทียม ข้อมูลประเภทที่สอง (ephemeris) คือการปรับพารามิเตอร์นาฬิกาตลอดจนวงโคจรของดาวเทียม โดยที่ไม่สามารถระบุพิกัดได้เลย แมลงเม่าจะถูกส่งแบบวน - ทุก ๆ 30 วินาทีดาวเทียมจะส่งข้อมูลไปยังเครื่องรับ

เมื่อใช้เครื่องรับ GPS ทั่วไป ความเร็วของการระบุตำแหน่งจะขึ้นอยู่กับระยะเวลาที่ปิดเครื่อง: ยิ่งคุณไม่ได้สัมผัสกันนานเท่าไร ข้อมูลมากกว่านี้จะต้องประกอบโมดูลเพื่อไม่ให้เกิดข้อผิดพลาดในการคำนวณ ดังนั้น การไม่มีกิจกรรมเป็นเวลา 6 ชั่วโมงจะทำให้คุณรอประมาณหนึ่งนาที และ "ออฟไลน์" หลายวันจะต้องใช้เวลาถึง 12 นาที

มีการสตาร์ท GPS แบบ "เย็น" "อุ่น" และ "ร้อน" ขึ้นอยู่กับว่าปูมและชั่วคราวเป็นอย่างไร

โมดูล GPS ทั่วไปจะรับข้อมูลนี้โดยตรงจากดาวเทียม ในขณะที่ A-GPS ทำงานผ่าน "ตัวกลาง"

สาระสำคัญของการเปลี่ยนแปลง

นอกจากการรอคอยแล้ว GPS แบบปกติยังต้องใช้พลังงานค่อนข้างมากอีกด้วย นั่นเป็นเหตุผลที่ฝังอยู่ใน Google Mapsคุณอาจไม่สังเกตด้วยซ้ำว่าแบตเตอรี่เหลือน้อยแค่ไหน A-GPS แก้ปัญหาทั้งสองนี้ได้ แต่ภายใต้เงื่อนไขที่สำคัญมากประการเดียวเท่านั้น: หากคุณสามารถเข้าถึงอินเทอร์เน็ตได้ หากไม่มีการสื่อสารกับเซิร์ฟเวอร์ระยะไกลที่ให้ข้อมูลสำหรับแท็บเล็ต อัลกอริธึม A-GPS จะไม่ทำงาน

สำหรับแท็บเล็ตที่มีการ์ด 3G และ phablets ที่มีซิมการ์ด จะมีการใช้สถานีฐานของผู้ให้บริการ ซึ่งทำให้ความแม่นยำของตำแหน่งสูงถึง 20 ม. ยิ่งสถานีฐานในพื้นที่มาก (ซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับเมืองใหญ่) ยิ่งมีความแม่นยำมากขึ้นเท่านั้น ข้อมูลเนวิเกเตอร์จะเป็น โดยโมดูลจะสามารถรับข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งของอุปกรณ์ของคุณได้อย่างรวดเร็ว

การเปรียบเทียบ

ตามหลักเหตุผลแล้ว A-GPS ดีกว่าโมดูล GPS ทั่วไป: ความแม่นยำในการกำหนดพิกัดของแท็บเล็ต ความเร็วในการประมวลผลข้อมูล และการใช้แบตเตอรี่ในระดับปานกลาง น่าจะทำให้เทคโนโลยีนี้แพร่หลาย อย่างไรก็ตาม A-GPS ถือเป็นเหตุการณ์ปกติในหมู่ แท็บเล็ตงบประมาณ(โดยเฉพาะที่ผลิตในจีน) ในขณะที่ รุ่นเรือธงติดตั้ง GPS แบบธรรมดา จับอะไร?

ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น เทคโนโลยีเอ-จีพีเอสจำเป็นต้องเชื่อมต่อกับเครือข่ายผู้ให้บริการ - แท็บเล็ตบางรุ่นอาจไม่มีช่องสำหรับซิมการ์ด และไม่อยู่ในระยะให้บริการเสมอไป เปิด Wi-Fi- นอกจากนี้ การคำนวณตำแหน่งโดยใช้ A-GPS ยังเกี่ยวข้องกับการใช้การจราจรเสมอ ใช่ มันไม่สำคัญเลยและผู้ให้บริการบางรายให้ข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการนำทางฟรี แต่ก็มีความเสี่ยงเสมอที่จะต้องจ่ายเพื่อค้นหาว่าคุณอยู่ที่ไหน

รุ่นและราคา

หากคุณวางแผนที่จะใช้มากกว่า Wi-Fi และยินดีจ่ายค่า 3G คุณก็สามารถเลือกรุ่นที่มี A-GPS ได้อย่างปลอดภัย การมีซิมการ์ดเป็นตัวเปลี่ยนเกม: คุณจะได้รับอุปกรณ์ที่เต็มไปด้วยคุณประโยชน์ ตัวอย่างเช่น Apple iPad mini 3 Wi-Fi + Cellular: ระบบนำทางทำงานได้อย่างรวดเร็วและถูกต้อง

หรืออีกตัวอย่างหนึ่ง: ในการกำหนดค่าบางอย่าง Asus ตัวเดียวกัน เมโมแพด 7 มาพร้อม A-GPS แต่ไม่มีช่องใส่ซิมการ์ด รุ่นนี้เป็นหนึ่งในรุ่นที่มีราคาไม่แพงมากที่สุดในหมวดพลังงาน แต่จะระบุตำแหน่งของคุณได้ก็ต่อเมื่อเท่านั้น มีอินเทอร์เน็ตไร้สาย- เอาเป็นว่ามันไม่เหมาะกับรถนำทางอย่างแน่นอน

โปรดทราบว่าส่วนแบ่งส่วนใหญ่ของร้านค้าออนไลน์ไม่ได้ระบุว่าโมดูลใดอยู่ในแท็บเล็ตนี้หรือแท็บเล็ตนั้น: มี "เครื่องหมายถูก" ถัดจาก GPS - และนั่นคือจุดสิ้นสุดของมัน หากคุณไม่ต้องกังวลกับแท็บเล็ตที่มีตราสินค้า “GPS” ในรายการคุณสมบัติทางเทคนิคหมายถึงโมดูล GPS คุณต้องระวัง "พนักงานของรัฐ" - คุณสามารถซื้อของที่ไม่ใช่สิ่งที่คุณต้องการได้อย่างแน่นอน

2 ปีที่แล้ว