เทคโนโลยี GPS แบบช่วย จีพีเอสทำงานอย่างไร A-GPS คืออะไร

เรามาเริ่มกันที่ข้อเท็จจริงที่ว่า GPS หรือ Global Positioning System เป็นระบบระบุตำแหน่งบนพื้นโลก พูดง่ายๆ ก็คือระบบนี้เป็นแผนที่เสมือนจริงที่ผู้ใช้สามารถระบุตำแหน่งของเขาได้ เป็นที่น่าสังเกตว่าระบบข้างต้นไม่เกี่ยวข้องกับ GPRS (General Packet Radio Service) เนื่องจากระบบหลังเป็นส่วนเสริมที่เรียกว่า GSM สำหรับการส่งข้อมูลแพ็คเก็ตสำหรับการเข้าถึงอินเทอร์เน็ตบนมือถือ

หากเรากลับมาใช้เทคโนโลยี GPS อีกครั้ง ไม่เพียงแต่ผู้ขับขี่รถยนต์เท่านั้นที่หลายคนคิด ขอบเขตการใช้งานระบบ GPS นั้นกว้างกว่ามาก ตัวอย่างเช่น เป็นที่นิยมอย่างมากในหมู่นักเดินทาง นักล่า ชาวประมง และคนอื่นๆ ที่ชื่นชอบงานอดิเรกที่กระตือรือร้น และผู้ที่ต้องการข้อมูลเกี่ยวกับที่ตั้งของตนเองหรือที่ตั้งของสถานที่นั้นเป็นครั้งคราว นอกจากนี้ หากจำเป็นต้องมีข้อมูลเกี่ยวกับความเร็วของยานพาหนะและเวลาที่คาดว่าจะถึงจุดหมายปลายทาง GPS ก็อาจกลายเป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้

โปรดทราบว่าเครื่องรับ GPS จะมีความเร็วที่แตกต่างกันในการคำนวณพิกัดตั้งแต่วินาทีที่เปิดเครื่อง เช่นเดียวกับความไวและความแม่นยำของการวางตำแหน่ง พารามิเตอร์ทั้งหมดเหล่านี้ขึ้นอยู่กับชิปเซ็ตที่ติดตั้งเครื่องรับ GPS มีชิปเซ็ตสำหรับอุปกรณ์ GPS จากผู้ผลิตหลายรายในตลาด อย่างไรก็ตาม ชิปเซ็ตที่ได้รับความนิยมมากที่สุดคือชิปเซ็ต SiRfstarIII ที่ผลิตโดย SiRf Technology เครื่องรับที่ติดตั้งชิปเซ็ต SiRfstarIII จะแสดงเวลาสั้น ๆ ที่เรียกว่าเวลาสตาร์ทขณะเย็น เมื่อไม่ได้ใช้งานระบบนำทางเป็นเวลานาน ระบบจะใช้เวลาสองสามวินาที นอกจากนี้ชิปเซ็ตเหล่านี้ยังทำให้สามารถรับสัญญาณจากดาวเทียม 20 ดวงได้ในคราวเดียว นอกจากนี้ เครื่องรับ GPS ที่มีชิปเซ็ต SiRfstarIII ยังถือว่ามีความไวมากที่สุดและมีความสามารถในการระบุตำแหน่งที่แม่นยำสูง

GPS และ A-GPS แตกต่างกันอย่างไร?

ประการแรกเป็นที่น่าสังเกตว่าข้อกำหนดทางเทคนิคของสมาร์ทโฟนมีข้อมูลเกี่ยวกับโมดูลต่างๆ หากในบางเรื่องเรากำลังพูดถึงโมดูล GPS ในบางเรื่องเรากำลังพูดถึง A-GPS แล้วความแตกต่างของพวกเขาคืออะไร? หากอุปกรณ์ติดตั้งตัวรับสัญญาณ GPS ทั่วไปในระหว่างการสตาร์ทขณะเครื่องเย็น (อ่านว่านี่คืออะไร - อ่านด้านบน) การค้นหาอาจใช้เวลานานขึ้นเนื่องจากระบบนำทางไม่สามารถค้นหาดาวเทียมได้อย่างรวดเร็วและอาจใช้เวลานานกว่าหนึ่งนาที เหตุผลในการค้นหาดาวเทียมเป็นเวลานานด้วยเครื่องนำทาง GPS นั้นง่ายมาก - ขาดข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งที่แท้จริงของดาวเทียม

หากอุปกรณ์ใช้เทคโนโลยี A-GPS ข้อมูลที่จำเป็นจะได้รับออนไลน์โดยใช้เครือข่าย GPRS, 3G หรือ LTE (4G) (การรับส่งข้อมูลไม่เกิน 12 KB) โดยแก่นแท้แล้ว A-GPS คือซอฟต์แวร์เสริมสำหรับเครื่องรับ GPS ซึ่งช่วยลดเวลาในการค้นหาดาวเทียมระหว่างการสตาร์ทขณะเครื่องเย็นได้อย่างมาก ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว การเร่งความเร็วสามารถทำได้ผ่านช่องทางการสื่อสารทางเลือกเป็นหลัก โดยทั่วไปแล้ว เพื่อให้เทคโนโลยี A-GPS ทำงานได้ จำเป็นต้องมีช่องทางการสื่อสารกับเซิร์ฟเวอร์ระยะไกล ซึ่งเป็นช่องทางรับข้อมูลที่จำเป็นสำหรับเครื่องรับ GPS หากเรากลับไปใช้อุปกรณ์มือถือ ในกรณีของพวกเขาคือการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตผ่านมือถือหรือ Wi-Fi

โปรดทราบว่าส่วนเสริม A-GPS มีทั้งข้อดีและข้อเสีย หากเราเริ่มต้นด้วยข้อดีก็คุ้มค่าที่จะสังเกตการกำหนดพิกัดที่รวดเร็วมากทันทีหลังจากเปิดเครื่อง นอกจากนี้ เทคโนโลยียังช่วยเพิ่มความไวของการรับสัญญาณอ่อนในพื้นที่ที่เรียกว่าจุดอับสัญญาณ เช่น อุโมงค์ ในอาคาร ในหุบเขา ฯลฯ อย่างไรก็ตาม ข้อเสียที่สำคัญของ A-GPS คือการไม่สามารถทำงานได้หากไม่มีเครือข่ายเซลลูล่าร์ครอบคลุม นอกจากนี้ การใช้ A-GPS ไม่สามารถฟรีได้อย่างแน่นอน เช่น GPS นี่เป็นเพราะปริมาณการใช้อินเทอร์เน็ตโดยโปรแกรมเสริม A-GPS ซึ่งจะต้องชำระขึ้นอยู่กับอัตราภาษีของผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ตรายใดรายหนึ่ง

การนำทางในปัจจุบันเป็นบริการที่เรียบง่าย จำเป็น และได้รับความนิยมอย่างไม่น่าเชื่อ อุปกรณ์นำทางไม่เพียงแต่เกือบจะเป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในตลาดมือถือ (เฉพาะโทรศัพท์ที่แพร่หลายเท่านั้นที่อยู่ข้างหน้า) แต่สมาร์ทโฟนหลายเครื่องในช่วงสองสามปีที่ผ่านมาก็ได้รับชิป GPS และ A-GPS ของตัวเอง - และผู้ใช้ก็คุ้นเคยกันดี อย่างน้อยตอนนี้ “สมาร์ทโฟนที่ไม่มีระบบนำทาง” ก็ทำให้พวกเขาประหลาดใจ แน่นอนว่าทั้งหมดนี้น่ายินดีมาก (ก้าวหน้า! อารยธรรม!) แต่มีปัญหาเดียวเท่านั้น: ผู้ผลิตพยายามอย่างหนักที่จะขายสินค้าของตนจนพวกเขามักจะคิดปรารถนาโดยล่อลวงผู้ซื้อไม่ใช่ด้วยคุณสมบัติของสินค้าของตน แต่ด้วย คำใหญ่บนกล่อง เราจะบอกคุณว่าคำเหล่านี้หมายถึงอะไรและการนำทางเป็นอย่างไรในบทความนี้

เทคโนโลยี: มันทำงานอย่างไร?

ในปัจจุบัน จริงๆ แล้ว มีเพียงสองเทคโนโลยีเท่านั้นที่ช่วยให้ผู้ใช้เทคโนโลยีโทรศัพท์มือถือไม่หลงทางในป่าคอนกรีต: การนำทางด้วยดาวเทียมและโทรศัพท์มือถือ อย่างแรกคือ GPS ซึ่งเป็นระบบระบุตำแหน่งผ่านดาวเทียมทั่วโลกที่คิดค้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันสำหรับกองทัพอเมริกัน จากนั้นจึงนำเสนอต่อส่วนที่เหลือของโลกในวันขอบคุณพระเจ้า อย่างที่สองคือ AGPS (อย่าสับสนกับ A-GPS) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีเซลลูลาร์ที่ช่วยให้คุณระบุตำแหน่งโดยประมาณของคุณ (ด้วยความแม่นยำ 500 เมตร) หากคุณอยู่ในพื้นที่ครอบคลุมของเครือข่ายเซลลูลาร์

ก่อนอื่นเลย GPS นั้นดี เพราะมันแม่นยำ (ระบุตำแหน่งของคุณภายในห้าเมตร) และฟรีแน่นอน (ชาวอเมริกันที่ดีอนุญาตให้ทุกคนใช้ดาวเทียมของตนได้) แน่นอนว่าคุณจะต้องจ่ายค่าโปรแกรมนำทางและแผนที่เฉพาะ แต่การชำระเงินนี้จะเป็นค่าธรรมเนียมเพียงครั้งเดียว และไม่มีการสมัครสมาชิกบริการ GPS แต่อย่างใด สิ่งที่ไม่ดีเกี่ยวกับ GPS คือใช้งานได้เฉพาะกลางแจ้งเท่านั้น และโดยหลักแล้วในสภาพอากาศแจ่มใส หากท้องฟ้ามีเมฆมาก การค้นหาจำนวนดาวเทียมที่จำเป็นในการทำงานก็ค่อนข้างยาก เพื่อจัดการกับเมฆเทคโนโลยี A-GPS (Assisted GPS) พิเศษได้ถูกประดิษฐ์ขึ้น: ด้วยเทคโนโลยีนี้ แทนที่จะส่งสัญญาณไปยังท้องฟ้า เครื่องนำทางเพียงแค่เชื่อมต่อกับเซิร์ฟเวอร์บางตัว โดยที่มันจะดาวน์โหลดข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งของดาวเทียม และเมื่อใช้พิกัดเหล่านี้ ก็พบว่าเร็วขึ้นมาก ปัจจุบัน A-GPS เป็นอุปกรณ์คู่ใจที่ขาดไม่ได้สำหรับเครื่องรับ GPS ในระบบนำทางในรถยนต์ แผนที่ยอดนิยมที่ใช้งานได้กับบริการ GPS: iGo, Avtosputnik, Navitel, Be-On-Road

แน่นอนว่าระบบเซลลูล่าร์ AGPS (Alternative Global Position System) ช่วยให้ระบุตำแหน่งของวัตถุบนแผนที่ได้แม่นยำน้อยกว่ามาก แต่ไม่ได้ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศและความลึกของอาคารเลย สิ่งสำคัญคือสมาร์ทโฟนของคุณสามารถเชื่อมต่อกับเครือข่าย หมายเลขของคุณเชื่อมต่อบริการ GPRS และยังมีเงินเหลืออยู่ในบัญชีของคุณ หลักการทำงานของ AGPS นั้นคล้ายคลึงกับหลักการทำงานของระบบนำทางด้วยดาวเทียม: สมาร์ทโฟนจะรับสัญญาณจากสถานีฐานหลายแห่ง (อย่างน้อยสามแห่ง) และขึ้นอยู่กับความแรงของสัญญาณของแต่ละสถานีและคำนึงถึงตำแหน่งของสถานีเหล่านั้น คำนวณพิกัดของคุณ ราคาถูกและร่าเริง: แน่นอนว่าคุณไม่สามารถไปไหนมาไหนด้วย AGPS ได้ แต่คุณจะไม่หลงทางบนแผนที่อย่างแน่นอน แผนที่ยอดนิยมที่ใช้งานได้กับบริการ AGPS: Google Maps, Yandex.Maps

อุปกรณ์: จะเกิดอะไรขึ้น?

อุปกรณ์นำทาง GPS ที่ง่ายที่สุดที่มีอยู่ในธรรมชาติคือตัวรับสัญญาณ GPS ภายนอก โดยตัวมันเอง มันจะสื่อสารกับดาวเทียมเท่านั้น และในความเป็นจริง มันไม่ได้ให้การนำทางใดๆ เลย แต่คุณสามารถเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ได้เกือบทุกชนิด ไม่ว่าจะเป็นแล็ปท็อป, PDA, โทรศัพท์ หรือสมาร์ทโฟน จากนั้นด้วยซอฟต์แวร์ที่เหมาะสม คุณจะสามารถนำทางไปในอวกาศและขอเส้นทางไปยังจุดหมายปลายทางของคุณได้ ตัวรับสัญญาณมีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับนักท่องเที่ยวที่ชอบภูเขาแคบ ๆ หรือเส้นทางในป่าไปยังถนนที่มีผู้เหยียบย่ำ: ตัวรับสัญญาณซึ่งต่างจากอุปกรณ์อื่นๆ ส่วนใหญ่ คือไม่ได้ผูกติดกับแผนที่ และหากคุณต้องการจริงๆ ก็สามารถนำทางคุณไปตามกระดาษกราฟที่สแกนด้วย ตารางการนำทางซ้อนทับอยู่ แน่นอนว่าหากคุณพบสิ่งที่คุณต้องการ

อุปกรณ์นำทางที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในปัจจุบันคือเครื่องนำทาง GPS ในรถยนต์ โดยพื้นฐานแล้วมันเป็นคอมพิวเตอร์หน้าจอสัมผัสขนาดเล็กที่ใช้ระบบปฏิบัติการที่เป็นกรรมสิทธิ์ เครื่องนำทางมีโปรแกรมนำทางที่ติดตั้งโดยผู้ผลิตอยู่แล้ว ซึ่งโดยปกติจะไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้หากไม่ละเมิดใบอนุญาต นอกเหนือจากการนำทางแล้ว ระบบนำทางในรถยนต์ยังสามารถทำสิ่งอื่นๆ ได้อีกมากมาย เช่น เล่นเพลง แสดงภาพยนตร์ ทำงานกับ e-book และรูปภาพ และแม้แต่เชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต

เมื่อเร็ว ๆ นี้อุปกรณ์ประเภทใหม่ปรากฏตัวในตลาด - สมาร์ทโฟนที่มีตัวรับสัญญาณ GPS ในตัว ประการหนึ่ง อุปกรณ์เหล่านี้มีความสะดวกอย่างยิ่ง: สามารถโทรออก บอกทาง และทำสิ่งอื่นๆ ได้มากมาย ในทางกลับกัน ส่วนประกอบซอฟต์แวร์ของอุปกรณ์ดังกล่าวยังคงอ่อนแอมาก โดยส่วนใหญ่จะใช้ "โซลูชันออนไลน์" เช่น Nokia Maps หรือ Google Maps เป็นโปรแกรมนำทาง ซึ่งต้องใช้การเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตอย่างต่อเนื่องในการทำงาน (แม้ว่าสมาร์ทโฟนบางรุ่นจะสามารถติดตั้งได้เช่นกัน ด้วยซอฟต์แวร์นำทางจริง) ใช่และสมาร์ทโฟนดังกล่าวเหมาะสำหรับคนเดินเท้ามากกว่าระบบนำทางรถยนต์ - หน้าจอมีขนาดเล็กแผนที่มองเห็นได้ยากและด้วยแผนที่ของบ้านเกิดอันกว้างใหญ่ของเราทุกอย่างไม่ดีเลย คุณสามารถเดินทางได้รอบเมืองเท่านั้น

อุปกรณ์นำทางประเภทใหม่ล่าสุดคือสมาร์ทโฟนที่มีระบบนำทางด้วยโทรศัพท์มือถือ (AGPS) พวกเขาไม่มีชิป GPS ในตัว เหมาะสำหรับผู้ที่ไม่ต้องการพกแผนที่กระดาษติดตัวไปด้วย - ไม่ได้ให้คำแนะนำเส้นทางหรือแม้แต่การระบุตำแหน่งของคุณอย่างแม่นยำ แต่สิ่งเหล่านี้ดีในการช่วยคุณนำทางในอวกาศระหว่างการเดินทางไกลหรือค้นหาตรอกซอกซอยที่ไม่เด่นเป็นพิเศษซึ่งไม่มีผู้สัญจรไปมาที่คุณสัมภาษณ์เคยได้ยินชื่อมาก่อน

น่าเสียดายที่ไม่มีแผนที่ในอุดมคติในธรรมชาติ (ถ้าเพียงเพราะทุกคนมีความคิดในอุดมคติเป็นของตัวเอง) ดังนั้นก่อนอื่นคุณต้องเข้าใจว่าทำไมคุณถึงต้องการเครื่องนำทางโดยหลักการและสิ่งที่คุณจะทำกับมัน: มีประเภทหนึ่งที่เหมาะสม สำหรับอุปกรณ์และแผนที่การเดินทางเดินป่า สำหรับอุปกรณ์นำทางรถยนต์ – อีกเครื่องหนึ่ง สำหรับการใช้งานระบบนำทางสำหรับคนเดินถนน – หนึ่งในสาม นอกจากนี้ คุณต้องใส่ใจกับฐานข้อมูลการทำแผนที่ด้วย: โปรแกรมที่ดูดีที่สุดอาจไม่มีแผนที่เมืองของคุณโดยฉับพลัน และแผนที่ "ในเมือง" ที่สุดจะแสดงจุดว่างด้านหลังถนนวงแหวนให้คุณเห็น โดยทั่วไปไม่ว่าคุณจะมองอย่างไรคุณก็ยังต้องใช้เวลากับกระบวนการคัดเลือกอยู่บ้าง คุณสามารถอ่านเกี่ยวกับวิธีเลือกแผนที่สำหรับเครื่องนำทางของคุณได้ในบทความ “มีแผนนำทางประเภทใดบ้าง”

ชอบไหม?
บอกเพื่อนของคุณ!

ขณะดูอุปกรณ์ GPS ประเภทต่างๆ คุณอาจเจอตัวย่อ A-GPS (มักพบในสมาร์ทโฟน) A-GPS คืออะไร และเหตุใดจึงควรมีฟีเจอร์นี้
ควรสังเกตว่าตั้งแต่ปี 2012 ตัวติดตาม Intel GPS ทั้งหมดมีฟังก์ชันนี้

A-GPS ย่อมาจาก Assisted GPS ซึ่งเป็นฟังก์ชันที่ช่วยให้โมดูล GPS สร้างสัญญาณดาวเทียม สิ่งที่เรียกว่า "เวลาเริ่มเย็น" คือเวลาที่ต้องใช้ในการกำหนดพิกัดตั้งแต่ช่วงเวลาที่เปิด GPS โดยที่อุปกรณ์ปิดสนิท มีสิ่งที่เรียกว่าพารามิเตอร์ TTFF (เวลาในการกำหนดพิกัด) ช่วงเวลานี้จะเพิ่มขึ้นอย่างมากในสภาวะที่ยากลำบากเมื่อไม่สามารถมองเห็นดาวเทียมทุกดวงได้โดยตรง โดยส่วนใหญ่สิ่งนี้มักเกิดขึ้นในเขตเมืองที่มีความหนาแน่นสูง เมื่อสัญญาณดาวเทียมสะท้อนจากอาคารใกล้เคียงทั้งหมด

ต้องบอกว่าฟังก์ชั่น AGPS ใช้งานได้เมื่อเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตบนมือถือเท่านั้น ซึ่งอาจเป็นการส่งข้อมูล GPRS หรือ WCDMA (อินเทอร์เน็ตบนมือถือ 3g) ด้วยการส่งและรับข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับตำแหน่งจากอินเทอร์เน็ต เทคโนโลยีนี้ช่วยให้คุณเร่งกระบวนการกำหนดพิกัดของคุณได้เร็วขึ้น ข้อมูลใดที่ถูกส่งผ่านทางอินเทอร์เน็ตจะมีการกล่าวถึงด้านล่าง

การสตาร์ทอุปกรณ์ GPS ครั้งแรกเรียกว่าการสตาร์ทแบบเย็นหรือการสตาร์ทจากโรงงาน ในขณะนี้ มีการโหลดข้อมูลสามประเภทลงในอุปกรณ์: สัญญาณดาวเทียม ข้อมูลปูม และข้อมูลชั่วคราว) เพื่อระบุตำแหน่งของอุปกรณ์ การสตาร์ทขณะเย็นเกิดขึ้นหลังจากการปิดเครื่องเป็นเวลานาน การเคลื่อนที่ในระยะทางไกล หรือเมื่อรีเซ็ตข้อมูลแคช (ข้อมูลที่บันทึกไว้เกี่ยวกับตำแหน่งสุดท้ายของโมดูล

สำหรับเครื่องรับ GPS แบบสแตนด์อโลน การสตาร์ทขณะเย็นอาจใช้เวลานานถึง 10 นาที อย่างไรก็ตาม หากสัญญาณไม่แน่นอนและถูกรบกวนในระหว่างการเริ่มต้นการกำหนดพิกัด (เนื่องจากระดับสัญญาณต่ำ สภาพอากาศ อาคาร ฯลฯ) การสตาร์ทขณะเย็นอาจใช้เวลานานกว่านั้น

A-GPS ช่วยเร่งความเร็วในการกำหนดพิกัดโดยการเชื่อมต่อผ่านอินเทอร์เน็ตไปยังเว็บเซิร์ฟเวอร์ (เรียกว่า Assisted Server) ซึ่งมีข้อมูลล่าสุดเกี่ยวกับดาวเทียมทุกดวงอยู่แล้ว ข้อมูลนี้จะถูกส่งผ่าน GPRS ไปยังโทรศัพท์

นอกจากนี้ ยังแสดงให้เห็นว่าแม้แต่การสตาร์ทแบบอุ่นเครื่องก็ยังเร็วขึ้นเมื่อใช้ A-GPS โดยเฉลี่ยหนึ่งนาที

สิ่งที่เทคโนโลยี A-GPS ไม่ทำ

แม้ว่าฟังก์ชันที่อธิบายไว้จะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของโมดูลดาวเทียมได้อย่างน่าทึ่ง แต่ก็มีข้อจำกัดบางประการ สัญญาณดาวเทียมจะไม่ถูกตรวจจับภายในอาคารคอนกรีตเสริมเหล็กขนาดใหญ่ (ห่างจากหน้าต่าง) นอกจากนี้สัญญาณ GPS จะไม่ทำงานใต้น้ำหรือใต้ดินด้วยซ้ำ อย่างไรก็ตามหากไม่มีการสื่อสารเคลื่อนที่ (อินเทอร์เน็ต) ฟังก์ชั่นนี้ก็ใช้งานไม่ได้เช่นกัน

นอกจากนี้ อย่าสับสนระหว่างฟังก์ชัน A-GPS กับการวางตำแหน่ง Wi-Fi หรือวิธี "สามเหลี่ยม" สำหรับโทรศัพท์มือถือ เมื่อไม่สามารถระบุพิกัดโดยใช้ GPS ได้

อุปกรณ์บางชนิดรวมวิธีการระบุตำแหน่งเหล่านี้เข้าด้วยกัน วิธีการกำหนดตำแหน่งดังกล่าวเรียกว่า: ระบบกำหนดตำแหน่งแบบไฮบริด

Intelli LLC มุ่งหน้าสู่การพัฒนาที่ไหน? ประการแรก สิ่งเหล่านี้คือระบบกำหนดตำแหน่งแบบรวม

ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม GPS หรือ Glonass เป็นวิธีที่เร็วและแม่นยำที่สุดในการระบุตำแหน่งของวัตถุ ในขณะเดียวกัน มีข้อจำกัดด้านตำแหน่งบางประการ: ภายในอาคาร ใต้ดิน (เช่น ที่จอดรถใต้ดิน) ใต้น้ำ ฯลฯ เทคโนโลยีการกำหนดตำแหน่งที่เรานำเสนอคือการมอบโซลูชันที่ครอบคลุมแก่ลูกค้าของเรา

ที่การประชุม FIG Congress ปี 2010 แนวโน้มหลักคือการระบุตำแหน่งที่แพร่หลายโดยใช้เทคโนโลยีที่มีอยู่ทั้งหมด: GPS/Glonass การระบุตำแหน่ง Wi-Fi และวิธีการแสดงตำแหน่งแบบสามเหลี่ยมสำหรับโทรศัพท์มือถือ

การผสมผสานข้อดีของเทคโนโลยีเหล่านี้จะไม่เพียงปรับปรุงความแม่นยำและเสถียรภาพของระบบตรวจสอบ GPS เท่านั้น แต่ยังจะใช้ในระดับสากลในอุปกรณ์มือถือยอดนิยมทั้งหมดอีกด้วย

• กลับ

เช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นบ่อยครั้งกับโครงการที่มีเทคโนโลยีสูง กองทัพได้ริเริ่มการพัฒนาและการนำระบบ GPS (Global Positioning System) มาใช้ โครงการเครือข่ายดาวเทียมเพื่อกำหนดพิกัดแบบเรียลไทม์ทุกที่บนโลกเรียกว่า Navstar (ระบบนำทางพร้อมกำหนดเวลาและระยะ - ระบบนำทางเพื่อกำหนดเวลาและช่วง) ในขณะที่ตัวย่อ GPS ปรากฏขึ้นในภายหลังเมื่อระบบเริ่มใช้งาน ไม่เพียงแต่ในการป้องกันเท่านั้น แต่ยังเพื่อวัตถุประสงค์ทางพลเรือนด้วย

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

เมื่อมองไปข้างหน้าเล็กน้อย ฉันจะบอกว่าช่วงเวลาสำคัญอย่างแท้จริงในประวัติศาสตร์ของ GPS คือการตัดสินใจของประธานาธิบดีสหรัฐฯ ที่จะยกเลิกระบอบการเข้าถึงแบบเลือก (SA - ความพร้อมใช้งานแบบเลือกสรร) ที่เรียกว่าในวันที่ 1 พฤษภาคม พ.ศ. 2543 ซึ่งเป็นข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นอย่างผิด ๆ เข้าสู่สัญญาณดาวเทียมเนื่องจากการทำงานที่ไม่ถูกต้องของเครื่องรับ GPS พลเรือน จากนี้ไป เทอร์มินัลสมัครเล่นสามารถระบุพิกัดได้อย่างแม่นยำหลายเมตร (ก่อนหน้านี้มีข้อผิดพลาดหลายสิบเมตร)! รูปที่ 1 แสดงข้อผิดพลาดในการนำทางก่อนและหลังการปิดใช้งานโหมดการเข้าถึงแบบเลือก (ข้อมูล)

เรามาลองทำความเข้าใจในแง่ทั่วไปว่าระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลกทำงานอย่างไร 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 แต่ละตัวมีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าของตัวเอง ทำงานที่ความถี่เดียวกันและปรับสัญญาณตามกฎเดียวกันกับเครื่องกำเนิดดาวเทียม ดังนั้น จากเวลาหน่วงระหว่างส่วนที่เหมือนกันของรหัสที่ได้รับจากดาวเทียมและสร้างขึ้นอย่างอิสระ จึงเป็นไปได้ที่จะคำนวณเวลาการแพร่กระจายของสัญญาณ และผลที่ตามมาก็คือระยะห่างถึงดาวเทียม

ปัญหาทางเทคนิคหลักอย่างหนึ่งของวิธีการที่อธิบายไว้ข้างต้นคือการซิงโครไนซ์นาฬิกาบนดาวเทียมและเครื่องรับ แม้แต่ข้อผิดพลาดเล็กๆ น้อยๆ ตามมาตรฐานทั่วไปก็อาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดใหญ่ในการกำหนดระยะทางได้ ดาวเทียมแต่ละดวงจะมีนาฬิกาอะตอมที่มีความแม่นยำสูงอยู่บนเรือ 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 ที่อธิบายไว้รอบ ๆ ดาวเทียม) ให้ทราบระยะห่าง B ของเครื่องรับจากดาวเทียมดวงที่สอง ในกรณีนี้ ไม่สามารถระบุพิกัดได้ - วัตถุนั้นอยู่ที่ไหนสักแห่งบนวงกลม (แสดงเป็นสีน้ำเงินในรูปที่ 2) ซึ่งเป็นจุดตัดของทรงกลมสองทรงกลม ระยะห่าง C ถึงดาวเทียมดวงที่สามจะช่วยลดความไม่แน่นอนในพิกัดลงเหลือสองจุด (ระบุด้วยจุดสีน้ำเงินหนาสองจุดในรูปที่ 2) นี่เพียงพอที่จะกำหนดพิกัดได้อย่างชัดเจน - ความจริงก็คือจากตำแหน่งที่เป็นไปได้สองจุดของเครื่องรับมีเพียงจุดเดียวเท่านั้นที่ตั้งอยู่บนพื้นผิวโลก (หรือในบริเวณใกล้เคียง) และจุดที่สองเป็นเท็จ ปรากฏว่าอยู่ลึกลงไปในโลกหรืออยู่สูงเหนือพื้นผิวโลกมาก ดังนั้น ตามทฤษฎีแล้ว สำหรับการนำทางสามมิติ ก็เพียงพอที่จะทราบระยะทางจากเครื่องรับถึงดาวเทียมสามดวง

อย่างไรก็ตามในชีวิตทุกอย่างไม่ง่ายนัก ข้อควรพิจารณาข้างต้นจัดทำขึ้นในกรณีที่ทราบระยะห่างจากจุดสังเกตไปยังดาวเทียมด้วยความแม่นยำสูงสุด แน่นอนว่าไม่ว่าวิศวกรจะซับซ้อนเพียงใด ข้อผิดพลาดบางอย่างก็เกิดขึ้นเสมอ (อย่างน้อยก็ในแง่ของการซิงโครไนซ์เครื่องรับและนาฬิกาดาวเทียมที่ไม่ถูกต้องที่ระบุไว้ในส่วนก่อนหน้า การพึ่งพาความเร็วแสงกับสถานะของบรรยากาศ ฯลฯ) ดังนั้นเพื่อกำหนดพิกัดสามมิติของเครื่องรับจึงไม่ใช่ดาวเทียมสามดวง แต่อย่างน้อยสี่ดวงที่เกี่ยวข้อง

เมื่อได้รับสัญญาณจากดาวเทียมสี่ดวง (หรือมากกว่า) เครื่องรับจะมองหาจุดตัดของทรงกลมที่สอดคล้องกัน หากไม่มีจุดดังกล่าว ตัวประมวลผลตัวรับจะเริ่มปรับนาฬิกาโดยใช้การประมาณต่อเนื่องกันจนกระทั่งถึงจุดตัดของทรงกลมทั้งหมดที่จุดหนึ่ง

ควรสังเกตว่าความแม่นยำในการกำหนดพิกัดนั้นไม่เพียงเกี่ยวข้องกับการคำนวณระยะทางจากเครื่องรับถึงดาวเทียมอย่างแม่นยำเท่านั้น แต่ยังรวมถึงขนาดของข้อผิดพลาดในการระบุตำแหน่งของดาวเทียมด้วย เพื่อตรวจสอบวงโคจรและพิกัดของดาวเทียม มีสถานีติดตามภาคพื้นดินสี่แห่ง ระบบการสื่อสาร และศูนย์ควบคุมที่ควบคุมโดยกระทรวงกลาโหมสหรัฐอเมริกา สถานีติดตามจะตรวจสอบดาวเทียมทุกดวงในระบบอย่างต่อเนื่องและส่งข้อมูลเกี่ยวกับวงโคจรไปยังศูนย์ควบคุม ซึ่งมีการคำนวณองค์ประกอบวิถีโคจรที่อัปเดตและการแก้ไขนาฬิกาดาวเทียม พารามิเตอร์ที่ระบุจะถูกป้อนลงในปูมและส่งไปยังดาวเทียม จากนั้นจะส่งข้อมูลนี้ไปยังเครื่องรับปฏิบัติการทั้งหมด

นอกเหนือจากที่ระบุไว้แล้ว ยังมีระบบพิเศษอีกมากมายที่เพิ่มความแม่นยำในการนำทาง - ตัวอย่างเช่น วงจรประมวลผลสัญญาณพิเศษจะช่วยลดข้อผิดพลาดจากการรบกวน (ปฏิสัมพันธ์ของสัญญาณดาวเทียมโดยตรงกับสัญญาณที่สะท้อน เช่น จากอาคาร) . เราจะไม่เจาะลึกถึงลักษณะเฉพาะของการทำงานของอุปกรณ์เหล่านี้เพื่อไม่ให้ข้อความซับซ้อนโดยไม่จำเป็น

หลังจากยกเลิกโหมดการเข้าถึงแบบเลือกที่อธิบายไว้ข้างต้น เครื่องรับพลเรือนจะถูก "ล็อคเข้ากับภูมิประเทศ" โดยมีข้อผิดพลาด 3-5 เมตร (ความสูงถูกกำหนดด้วยความแม่นยำประมาณ 10 เมตร) ตัวเลขที่ระบุสอดคล้องกับการรับสัญญาณจากดาวเทียม 6-8 ดวงพร้อมกัน (อุปกรณ์ที่ทันสมัยส่วนใหญ่มีตัวรับสัญญาณ 12 ช่องสัญญาณที่ให้คุณประมวลผลข้อมูลจากดาวเทียม 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 ข้อมูลสำหรับการแก้ไขจะถูกส่งจากดาวเทียมค้างฟ้าหลายดวงของบริษัท

ควรสังเกตว่าลูกค้าหลักของการแก้ไขส่วนต่างคือบริการทางภูมิศาสตร์และภูมิประเทศ - สำหรับผู้ใช้ส่วนตัว DGPS ไม่เป็นที่สนใจเนื่องจากมีต้นทุนสูง (แพ็คเกจบริการ OmniStar ในยุโรปมีราคามากกว่า 1,500 ดอลลาร์ต่อปี) และความเทอะทะของ อุปกรณ์. และไม่น่าเป็นไปได้ที่สถานการณ์จะเกิดขึ้นในชีวิตประจำวันเมื่อคุณจำเป็นต้องรู้พิกัดทางภูมิศาสตร์ที่แน่นอนโดยมีข้อผิดพลาด 10-30 ซม.

โดยสรุปส่วนที่เล่าเกี่ยวกับแง่มุม "ทางทฤษฎี" ของการทำงานของ GPS ฉันจะบอกว่าในกรณีของการนำทางในอวกาศรัสเซียได้ดำเนินไปตามทางของตัวเองและกำลังพัฒนาระบบ GLONASS ของตัวเอง (ระบบดาวเทียมนำทางทั่วโลก) แต่เนื่องจากขาดการลงทุนที่เหมาะสม ขณะนี้จึงมีดาวเทียมเพียง 7 ดวงที่อยู่ในวงโคจรจากทั้งหมด 24 ดวงที่จำเป็นสำหรับการทำงานปกติของระบบ...

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 และด้วยเหตุนี้มักจะเกิดขึ้นจึงมีการซื้อรุ่นที่ล้ำหน้าและแพงที่สุด - Garmin GPS II+ รวมถึงเคสพิเศษสำหรับมันและสายไฟจากช่องเสียบที่จุดบุหรี่ของรถยนต์ ทางร้านมีอุปกรณ์เสริมอีกสองชิ้นสำหรับอุปกรณ์ของฉันในตอนนี้ ได้แก่ อุปกรณ์สำหรับติดตั้งระบบนำทางบนแฮนด์จักรยานและสายไฟสำหรับเชื่อมต่อกับพีซี ฉันเล่นกับรุ่นหลังมาเป็นเวลานาน แต่สุดท้ายฉันก็ตัดสินใจว่าจะไม่ซื้อมันเพราะว่าราคาสูง (มากกว่า 30 ดอลลาร์เล็กน้อย) เมื่อปรากฏในภายหลังฉันไม่ได้ซื้อสายไฟอย่างถูกต้องเนื่องจากการโต้ตอบระหว่างอุปกรณ์กับคอมพิวเตอร์ทั้งหมดทำให้เส้นทางที่เดินทางเข้าสู่คอมพิวเตอร์ "ซีดจาง" (และฉันคิดว่าพิกัดแบบเรียลไทม์ด้วย แต่มีข้อสงสัยบางประการเกี่ยวกับเรื่องนี้) และถึงแม้จะต้องซื้อซอฟต์แวร์จาก Garmin ขออภัย ไม่มีตัวเลือกให้โหลดแผนที่ลงในอุปกรณ์

ฉันจะไม่ให้คำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับอุปกรณ์ของฉัน หากเพียงเพราะมันได้เลิกผลิตไปแล้ว (ผู้ที่ต้องการทำความคุ้นเคยกับคุณลักษณะทางเทคนิคโดยละเอียดสามารถทำได้) ฉันจะทราบเพียงว่าน้ำหนักของเครื่องนำทางคือ 255 กรัมขนาด 59x127x41 มม. ด้วยหน้าตัดรูปสามเหลี่ยม อุปกรณ์จึงมีความเสถียรอย่างยิ่งบนโต๊ะหรือแผงหน้าปัดรถยนต์ (มีตีนตุ๊กแกมาด้วยเพื่อให้กระชับพอดี) ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ AA สี่ก้อน (ใช้งานได้ต่อเนื่อง 24 ชั่วโมงเท่านั้น) หรือจากแหล่งภายนอก ฉันจะพยายามพูดถึงความสามารถหลักของอุปกรณ์ของฉัน ซึ่งฉันคิดว่ามีเครื่องนำทางส่วนใหญ่ในตลาด

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

เมื่อคุณเปิดอุปกรณ์ กระบวนการรวบรวมข้อมูลจากดาวเทียมจะเริ่มต้นขึ้น และหน้าจอจะแสดงภาพเคลื่อนไหวอย่างง่าย (ลูกโลกหมุน) หลังจากการเริ่มต้นครั้งแรก (ซึ่งใช้เวลาสองสามนาทีในที่โล่ง) แผนที่ท้องฟ้าแบบดั้งเดิมจะปรากฏขึ้นบนจอแสดงผลพร้อมจำนวนดาวเทียมที่มองเห็นได้ และถัดจากนั้นคือฮิสโตแกรมที่แสดงระดับสัญญาณจากดาวเทียมแต่ละดวง 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) ฉันสามารถให้ “คำแนะนำที่ไม่ดี” แก่คุณได้ เมื่อคุณเช่ารถ ให้ปิดมาตรวัดความเร็ว (เพื่อให้นับกิโลเมตรน้อยลง เพราะการชำระเงินมักจะเป็นสัดส่วนกับระยะทาง) และกำหนดความเร็วและระยะทางที่เดินทางโดยใช้ GPS ( โชคดีที่สามารถวัดได้ทั้งหน่วยไมล์และกิโลเมตร)

ความเร็วเฉลี่ยของการเคลื่อนที่ถูกกำหนดโดยอัลกอริธึมที่ค่อนข้างแปลก - เวลาว่าง (เมื่อความเร็วทันทีเป็นศูนย์) จะไม่ถูกนำมาพิจารณาในการคำนวณ (ในความคิดของฉันมีเหตุผลมากกว่านั้นก็คือการแบ่งระยะทางที่เดินทางโดย เวลาเดินทางทั้งหมด แต่ผู้สร้าง GPS II+ ได้รับการชี้แนะจากข้อพิจารณาอื่นๆ บางประการ)

ระยะทางที่เดินทางจะแสดงบน "แผนที่" (หน่วยความจำของอุปกรณ์ใช้งานได้ 800 กิโลเมตร - ด้วยระยะทางที่มากขึ้น เครื่องหมายที่เก่าแก่ที่สุดจะถูกลบโดยอัตโนมัติ) ดังนั้นหากคุณต้องการ คุณสามารถดูรูปแบบการเดินทางของคุณได้ ขนาดของแผนที่แตกต่างกันไปตั้งแต่สิบเมตรถึงหลายร้อยกิโลเมตร ซึ่งไม่ต้องสงสัยเลยว่าสะดวกมาก สิ่งที่น่าทึ่งที่สุดคือหน่วยความจำของอุปกรณ์ประกอบด้วยพิกัดของการตั้งถิ่นฐานหลักทั่วโลก! 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 เมื่อมาถึงปรากโดยรถยนต์และเข้าโรงแรม ฉันและเพื่อนก็ไปที่ใจกลางเมือง เราทิ้งรถไว้ในลานจอดรถแล้วออกไปเดินเล่น หลังจากเดินเล่นและรับประทานอาหารเย็นที่ร้านอาหารอย่างไร้จุดหมายเป็นเวลาสามชั่วโมง เราก็พบว่าเราจำไม่ได้เลยว่าเราลงจากรถไปที่ใด ข้างนอกตอนกลางคืน เราอยู่บนถนนสายเล็กๆ ในเมืองที่ไม่คุ้นเคย... โชคดีที่ก่อนลงจากรถ ฉันจดตำแหน่งไว้ในเครื่องนำทาง ตอนนี้เมื่อกดปุ่มสองสามปุ่มบนอุปกรณ์ฉันก็พบว่ารถจอดอยู่ห่างจากเรา 500 เมตรและหลังจากนั้น 15 นาทีเราก็ฟังเพลงเงียบ ๆ ขณะที่ขับรถไปโรงแรมแล้ว

นอกเหนือจากการเคลื่อนไปยังเครื่องหมายที่บันทึกไว้เป็นเส้นตรงซึ่งไม่สะดวกเสมอไปในสภาพเมือง Garmin ยังมีฟังก์ชัน TrackBack - กลับมาตามเส้นทางของคุณเอง กล่าวโดยคร่าวๆ เส้นโค้งการเคลื่อนที่จะประมาณด้วยส่วนตรงจำนวนหนึ่ง และเครื่องหมายจะถูกวางไว้ที่จุดพัก ในแต่ละส่วนที่เป็นทางตรง เครื่องนำทางจะพาผู้ใช้ไปยังเครื่องหมายที่ใกล้ที่สุด และเมื่อไปถึงแล้ว เครื่องจะสลับไปยังเครื่องหมายถัดไปโดยอัตโนมัติ ฟังก์ชั่นที่สะดวกสบายอย่างยิ่งเมื่อขับรถในพื้นที่ที่ไม่คุ้นเคย (แน่นอนว่าสัญญาณจากดาวเทียมไม่ผ่านอาคารดังนั้นเพื่อที่จะรับข้อมูลเกี่ยวกับพิกัดของคุณในสภาพที่มีการสะสมหนาแน่นคุณต้องค้นหาไม่มากก็น้อย สถานที่เปิด)

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

ฉันถือว่าข้อดีหลักประการหนึ่งของ GPS สำหรับผู้ใช้คือไม่มีค่าธรรมเนียมในการใช้ระบบ ฉันซื้ออุปกรณ์หนึ่งครั้งและสนุกกับมัน!

บทสรุป.

ฉันคิดว่าไม่จำเป็นต้องแสดงรายการขอบเขตการใช้งานของระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลกที่พิจารณาแล้ว เครื่องรับ GPS มีอยู่ในรถยนต์ โทรศัพท์มือถือ และแม้แต่นาฬิกา! เมื่อเร็ว ๆ นี้ฉันพบข้อความเกี่ยวกับการพัฒนาชิปที่รวมตัวรับสัญญาณ GPS ขนาดเล็กและโมดูล GSM - เสนอให้ติดตั้งปลอกคอสุนัขด้วยอุปกรณ์ที่ใช้เพื่อให้เจ้าของสามารถค้นหาสุนัขที่หายไปผ่านเครือข่ายเซลลูล่าร์ได้อย่างง่ายดาย .

แต่ในน้ำผึ้งทุกถังมีแมลงวันอยู่ในครีม ในกรณีนี้ กฎหมายรัสเซียจะมีบทบาทอย่างหลัง ฉันจะไม่พูดคุยโดยละเอียดเกี่ยวกับแง่มุมทางกฎหมายของการใช้เครื่องนำทาง GPS ในรัสเซีย (สามารถพบบางอย่างเกี่ยวกับเรื่องนี้) ฉันจะสังเกตเพียงว่าอุปกรณ์นำทางที่มีความแม่นยำสูงตามทฤษฎี (ซึ่งไม่ต้องสงสัยเลยว่าเป็นเครื่องรับ GPS สมัครเล่นด้วยซ้ำ) เป็นสิ่งต้องห้ามในประเทศของเรา และเจ้าของจะถูกยึดอุปกรณ์และถูกปรับจำนวนมาก

โชคดีสำหรับผู้ใช้ในรัสเซียความรุนแรงของกฎหมายได้รับการชดเชยโดยทางเลือกของการนำไปใช้ - ตัวอย่างเช่นรถลีมูซีนจำนวนมากที่มีเด็กซนเสาอากาศรับสัญญาณ GPS บนฝากระโปรงหลังขับไปรอบ ๆ มอสโก เรือเดินทะเลที่จริงจังไม่มากก็น้อยทั้งหมดติดตั้ง GPS (และนักเล่นเรือยอทช์ทั้งรุ่นก็เติบโตขึ้นมาซึ่งมีปัญหาในการหาทางโดยใช้เข็มทิศและวิธีการนำทางแบบดั้งเดิมอื่น ๆ ) ฉันหวังว่าเจ้าหน้าที่จะไม่พูดถึงความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและในอนาคตอันใกล้นี้จะทำให้การใช้เครื่องรับ GPS ในประเทศของเราถูกต้องตามกฎหมาย (พวกเขาได้ยกเลิกใบอนุญาตสำหรับโทรศัพท์มือถือ) และจะให้การดำเนินการต่อไปสำหรับ การแยกประเภทและการจำลองแผนที่ภูมิประเทศโดยละเอียดที่จำเป็นสำหรับการใช้ระบบนำทางในรถยนต์อย่างเต็มรูปแบบ

Global Positioning System ปรากฏขึ้นในยุค 50 ด้วยการเปิดตัวดาวเทียม เมื่อดาวเทียมโซเวียตดวงแรกขึ้นสู่วงโคจร ชาวอเมริกันสังเกตเห็นว่า เมื่อมันเคลื่อนที่ออกไป ความถี่ของสัญญาณก็เปลี่ยนอย่างสม่ำเสมอ นักวิทยาศาสตร์วิเคราะห์ข้อมูลและตระหนักว่าสัญญาณดาวเทียมช่วยให้ระบุพิกัดของวัตถุบนโลกได้อย่างแม่นยำ รวมถึงความเร็วของการเคลื่อนที่ของพวกมัน ทหารเป็นคนแรกที่นำระบบ GPS มาใช้: กระทรวงกลาโหมเปิดตัวระบบนำทางด้วยดาวเทียมเพื่อจุดประสงค์ของตนเอง แต่หลังจากนั้นไม่กี่ปี พลเรือนก็สามารถใช้งานได้

ขณะนี้มีดาวเทียม 24 ดวงในวงโคจรโลกต่ำที่ส่งสัญญาณเชื่อมโยง จำนวนดาวเทียมเปลี่ยนแปลงเป็นระยะ แต่ยังคงเพียงพอเสมอเพื่อรักษาการทำงานที่ราบรื่นของระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลก ในกรณีที่เกิดเหตุสุดวิสัย จะมีการจัดหาดาวเทียมสำรอง และยานอวกาศใหม่ที่ทันสมัยขึ้นสู่วงโคจรทุก ๆ ทศวรรษ เพราะไม่มีสิ่งใดที่จะขัดขวางการทำงานของ GPS

ดาวเทียมโคจรเป็นหกวงโคจร ก่อให้เกิดเครือข่ายที่เชื่อมต่อถึงกัน ดำเนินการโดยสถานี GPS เฉพาะที่ตั้งอยู่ในเขตร้อน แต่เชื่อมโยงกับจุดโฟกัสในสหรัฐอเมริกา ด้วยเครือข่ายนี้ คุณสามารถค้นหาพิกัดที่แน่นอนของบุคคล รถยนต์ หรือเครื่องบินด้วยความเร็วของการส่งสัญญาณจากดาวเทียม ซึ่งก็คือเกือบจะในทันที และความแม่นยำของการอ่านไม่ได้ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศและช่วงเวลาของวัน . ในขณะเดียวกัน การใช้ Global Positioning System ก็ไม่มีค่าใช้จ่าย และสิ่งเดียวที่คุณต้องใช้ระบบนำทางนี้คือเครื่องนำทางหรืออุปกรณ์อื่นๆ ที่รองรับฟังก์ชัน GPS

จีพีเอสทำงานอย่างไร

เทคโนโลยีนี้ใช้หลักการนำทางอย่างง่ายของวัตถุมาร์กเกอร์ ซึ่งใช้กันมานานก่อนการถือกำเนิดของ GPS วัตถุมาร์กเกอร์คือจุดสังเกตที่ทราบพิกัดอย่างแม่นยำ ในการกำหนดพิกัดของวัตถุ คุณจำเป็นต้องทราบระยะห่างจากวัตถุนั้นถึงวัตถุเครื่องหมาย จากนั้นคุณสามารถวาดเส้นบนแผนที่ไปยังเครื่องหมายจากตำแหน่งที่เป็นไปได้: จุดตัดกันของเส้นเหล่านี้จะเป็นพิกัด

ดาวเทียมในวงโคจรโลกต่ำมีบทบาทเป็นวัตถุเครื่องหมายใน GPS พวกมันหมุนอย่างรวดเร็ว แต่มีการตรวจสอบตำแหน่งของพวกมันอย่างต่อเนื่อง และผู้นำทางแต่ละคนจะมีตัวรับสัญญาณที่ปรับตามความถี่ที่ต้องการ ดาวเทียมจะส่งสัญญาณที่เข้ารหัสข้อมูลจำนวนมาก รวมถึงเวลาที่แน่นอนด้วย ข้อมูลเวลาที่แม่นยำเป็นหนึ่งในข้อมูลที่สำคัญที่สุดในการกำหนดพิกัดทางภูมิศาสตร์: ดาวเทียมจะคำนวณระยะห่างระหว่างตัวเองกับเครื่องนำทาง โดยขึ้นอยู่กับความแตกต่างระหว่างเอาต์พุตและการรับสัญญาณวิทยุ

GPS ทำงานอย่างไรในสมาร์ทโฟน

อุปกรณ์นำทางเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในตลาดอุปกรณ์พกพาซึ่งได้รับความนิยมเหนือกว่าสมาร์ทโฟนเท่านั้น แต่ผู้ผลิตยังรวมชิป GPS เข้ากับสมาร์ทโฟนเพื่อให้อุปกรณ์สามารถทำหน้าที่เหมือนเครื่องนำทางได้ อย่างไรก็ตาม กับดักอาจรอผู้ใช้อยู่ที่นี่ เนื่องจากในการแสวงหาผลกำไร ผู้ผลิตสร้างความไม่ถูกต้องโดยเจตนาหรือโดยไม่ได้ตั้งใจในคำอธิบายสินค้าของตน ทำให้ผู้ซื้อสร้างความสับสนให้กับเทคโนโลยี GPS และ AGPS

Jeepies เป็นระบบนำทางที่มีความแม่นยำสูงฟรี ไม่มีการสมัครสมาชิกและไม่สามารถสมัครได้ เนื่องจากชาวอเมริกันอนุญาตให้ใช้ดาวเทียมในการนำทางได้ฟรี เจ้าของสมาร์ทโฟนหากชำระเงินจะจ่ายเฉพาะแอปพลิเคชันหรือการ์ดเท่านั้น เครื่องรับ GPS มีข้อเสียเล็กน้อย: ใช้งานได้เฉพาะกลางแจ้งเท่านั้น และสภาพอากาศเลวร้ายอาจทำให้เกิดปัญหาในการรับสัญญาณจากดาวเทียมได้ แต่ข้อบกพร่องเหล่านี้ได้รับการแก้ไขแล้วโดยใช้เทคโนโลยี A-GPS (อย่าสับสนกับ AGPS) สิ่งที่สำคัญที่สุดคือสัญญาณจากเครื่องรับจะถูกเปลี่ยนเส้นทางไปยังเซิร์ฟเวอร์ที่มีข้อมูลทั้งหมดเกี่ยวกับตำแหน่งของดาวเทียม ดังนั้นจึงไม่มีปัญหาในการรับสัญญาณ A-GPS ถูกใช้โดยนักนำทางรถยนต์สมัยใหม่ทุกคน

แต่ยังมีการนำทางด้วยโทรศัพท์มือถือ AGPS ซึ่งใช้งานได้เฉพาะในพื้นที่ครอบคลุมของเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่และกำหนดตำแหน่งด้วยความแม่นยำสูงสุด 500 ม. มีความแม่นยำน้อยกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับ GPS ทำให้มีแนวคิดทั่วไป ​​สถานที่ที่คุณอยู่ แต่มีแผนที่ดาวเทียมของบริเวณโดยรอบ สิ่งสำคัญคือต้องเชื่อมต่อบริการอินเทอร์เน็ตบนมือถือและมีเงินเหลืออยู่ในบัญชี Google Maps ทำงานร่วมกับบริการ AGPS ความสามารถในการนำทางด้วยมือถือมักจะเพียงพอ แต่ไม่ควรสับสนกับระบบ GPS ที่แม่นยำและฟรี

ประเภทของอุปกรณ์ GPS

อุปกรณ์นำทางที่ง่ายที่สุดคือตัวรับสัญญาณภายนอก มันสื่อสารกับดาวเทียมและรับสัญญาณจากพวกเขา แต่เพื่อให้คุณใช้ข้อมูลได้ ตัวรับสัญญาณจะต้องเชื่อมต่อกับอุปกรณ์อื่น - ตัวอย่างเช่น สมาร์ทโฟนหรือแล็ปท็อป โชคดีที่มันเข้ากันได้กับอุปกรณ์และโปรแกรมยอดนิยมทั้งหมด ทางเลือกสุดท้าย คุณจะต้องมีบัตร นักท่องเที่ยวเดินป่าใช้เครื่องรับ GPS: อุปกรณ์มีราคาไม่แพง และคุณสามารถใช้แผนที่ท่องเที่ยวปกติของพื้นที่เพื่อถอดรหัสข้อมูลที่ได้รับ คุณเพียงแค่ต้องมีตาข่ายนำทางซ้อนทับอยู่

แต่อุปกรณ์ GPS ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในปัจจุบันคือเครื่องนำทางในรถยนต์ มันซับซ้อนและใช้งานได้มากกว่าเครื่องรับมาก: เครื่องนำทางนั้นเหมือนกับคอมพิวเตอร์รุ่นเล็กกว่า ผู้ผลิตติดตั้งซอฟต์แวร์ที่จำเป็นทั้งหมดแล้ว ระบบปฏิบัติการปิดอยู่ มีการเพิ่มฟังก์ชั่นเพิ่มเติมมากมายในการนำทาง รวมถึงการเข้าถึงอินเทอร์เน็ต

อุปกรณ์อีกประเภทหนึ่งคือสมาร์ทโฟนที่มีตัวรับสัญญาณ GPS ในตัว อย่าสับสนกับรุ่นที่ใช้การนำทางด้วยมือถือ! ระบบทำงานไม่ราบรื่นบนสมาร์ทโฟนเหมือนกับอุปกรณ์สแตนด์อโลน ไม่ใช่ทุกรุ่นที่อนุญาตให้คุณติดตั้งซอฟต์แวร์นำทางที่มีคุณสมบัติครบถ้วนและหากคุณใช้โซลูชันออนไลน์ฟังก์ชันนี้จะไม่สามารถใช้งานได้เมื่อปิดอินเทอร์เน็ตและข้อดีอย่างหนึ่งของเทคโนโลยีจะหายไป: การเข้าถึงอย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม สมาร์ทโฟนที่มีระบบนำทางด้วยดาวเทียมเหมาะสำหรับคนเดินถนน - ใช้งานง่ายและข้อมูลมีความแม่นยำ ดังนั้นคุณจะไม่หลงทางแม้แต่ในพุ่มไม้หนาทึบที่ไม่สามารถสัญจรได้มากที่สุด