Принципы работы навигатора

22 апреля 2024
Кейсы
FMS
Топливо
Новости
Автоматизация
Денис Чечель
ведущий специалист внедрения Завгар Онлайн
GPS-навигатор - устройство, позволяющее определить собственное местоположение, а также построить маршрут движения до определенной точки на карте. Это становится возможным благодаря системе глобального позиционирования, изобретенной американскими учеными в 60-х годах для применения в военной отрасли. Наблюдая за советским спутником исследователи обратили внимание на то, что при приближении к космическому аппарату частота передаваемого сигнала увеличивается, и наоборот, при отдалении частота уменьшается. На основании этого открытия был сделан вывод о том, что обладая знаниями о собственном местоположении можно определить местоположение и скорость другого объекта. Первый навигационный спутник был запущен в космос Армией США в 1978 году. И уже в 1993 на земной орбите располагалось 24 спутника, которые позволяют определить местоположение объекта в любой точке земного шара.

Как работает навигатор

Система навигации функционирует благодаря слаженной работе трех основных компонентов. 32 космических спутника двигаются по земной орбите синхронно вращению земного шара и непрерывно передают данные о своем местоположении. В любой момент рандомный приемник может поймать сигнал.
Для корректировки местоположения спутников на земле размещены контрольные станции. Устройство пользователя улавливает сигнал спутника и по времени прохождения сигнала определяет свое местоположение.
Принцип работы GPS навигатора в телефоне основывается на постоянном приеме и отправке координат на станцию. Стандартный пользовательский навигатор будет определять координаты с погрешностью, которая обусловлена неравномерным прохождением сигнала. На точность данных оказывают влияние следующие факторы:
наличие препятствий для прохождения сигнала. Это может быть, например, плотная застройка или другие достаточно массивные и высокие объекты.
неблагоприятные погодные условия, например, гроза.
В совокупности эти факторы оказывают влияние на время прохождения сигнала и в конечном итоге на точность полученных данных.
Обращаем внимание, что GPS позволяет определить не только местоположение, но и помогает построить маршрут с учетом внешних факторов (дорожных знаков, заторов и пр). Эта сеть навигации на сегодняшний день предоставляется на безвозмездной основе. Чтобы ею воспользоваться пользователю необходимо только приобрести навигатор или, например, телефон с встроенной функцией GPS.
GPS приемник это основной элемент навигатора. Он работает на основе принципа триангуляции, который представляет собой метод измерения расстояния с помощью треугольника. Он часто применяется для определения местоположения морских судов. По координатам трех точек можно выяснить, где находится четвертая.
помехи в ионизированной части верхних слоев атмосферы Земли.
Спутники непрерывно передают свои координаты в виде радиосигналов на частоте примерно 1,5 Ггц со скоростью 50 бит в секунду. На них установлены самые точные в мире часы - атомные, которые измеряют время прохождения сигнала.

Рассмотрим подробнее логику триангуляции:
Приемник ловит сигнал первого спутника, но этого пока недостаточно для определения местоположения.
Приемник улавливает сигнал второго спутника и это уже позволяет определить окружность, в которой находится объект. При этом радиус может быть десятки километров.
Можно сделать вывод о том, что для определения местоположения достаточно получить данные трех спутников, но благодаря четвертому определяется местоположение с минимальной погрешностью. Остальные спутники могут использоваться для подстраховки. Например, если один космический аппарат выйдет из строя, то телефон пересчитает местоположение по оставшимся.
Устройство принимает сигнал третьего спутника, что значительно увеличивает точность расчетов (погрешность может быть до 10 метров).
Получая сигнал от четвертого спутника местоположение определяется с небольшой погрешностью - до 2-х метров.

Как навигатор выбирает маршрут

Далее возникает вопрос: чем же руководствуется навигатор при выборе маршрута движения? На выбор оказывает влияние не только качество передаваемого сигнала, но и точность карты маршрута. Как правило, в настройках можно выбрать два маршрута: по наиболее короткому пути, либо по самому быстрому. В первом случае пользователь преодолеет наименее возможное расстояние от точки A до точки B. Во втором случае навигатор прокладывает путь, учитывая возможные атрибуты. Возможные дорожные пути могут очень сильно отличаться. Например, есть автомобильные магистрали, а есть дороги с ограничением скорости, дороги неравномерным покрытием и грунтовые.
Навигатор позволяет быстро построить маршрут с лучшим классом дороги, наибольшим количеством полос и максимальной разрешенной скоростью.

Для создания дорожных карт, в особенности для мегаполисов, привлекается большое количество ресурсов. Это связано с тем, что нужно следить за актуальностью данных и быстро проводить корректировки при необходимости. Часто ошибки навигаторов связаны с неактуальными атрибутами карты, которые используются при вычислении.

Навигатор хранит карты в своей внутренней памяти или на съемных носителях, таких как карта памяти, например. Карты бывают встроенными или загруженными из интернета. Рекомендовано обновлять карты как можно чаще, если это предусмотрено производителем навигатора.
Итак, навигатор - полезный предмет, который позволяет точно определить свое местоположение в незнакомом месте и выбрать оптимальный путь из заданной точки в конечный пункт. Это уникальное устройство дает простым пользователям ориентироваться в условиях постоянных изменений и ограниченной информации, и в некоторых случаях даже спасает человеческие жизни. Навигаторы используются как простыми обывателями в обычной жизни, так и в экспедициях на дальние расстояния. Можно с уверенностью сказать, что система спутниковой навигации уже стала неотъемлемой частью жизни огромного количества людей на планете, и используется в самых разных сферах.
Если статья показалась вам полезной, и вы знаете, кому она будет тоже интересна, отправьте ссылку:

Поделиться статьей

Хотите первыми узнавать о самых свежих новостях и получать больше полезной информации из мира транспорта, автоматизации и логистики?
Подпишитесь на нашу ежемесячную рассылку и будьте в курсе последних событий!
ежемесячная рассылка новостей транспорта и логистики
Укажите вашу электронную почту

Блог Завгара

Актуальные нормы режима труда и отдыха водителей в 2025 году: сколько часов можно работать, обязательные перерывы, штрафы за нарушения.
В Санкт-Петербурге вступает в силу закон об обязательном оснащении курьерских авто GPS-трекерами. Как выбрать подходящее решение и интегрировать в систему управления автопарком?
Разбираем 5 ошибок в системе мотивации водителей и предлагаем решения, как повысить безопасность, снизить затраты и удержать ценных водителей.
В этой статье разберем актуальные требования к допустимой массе фуры, нагрузке на оси и габаритам, а также штрафы за нарушения в 2025 году.
Узнайте, как получить налоговый вычет за покупку российского ПО из реестра Минцифры.
В этой статье проводим анализ изменений в этой сфере за 15 лет и рассказываем о ключевых трендах, а также делаем прогноз на ближайшие 5 лет.
В этой статье раскрываем основные схемы мошенничества в сфере грузоперевозок и рассказываем, что делать, чтобы вас не обманули мошенники.
Рассказываем, какие новые дорожные знаки появятся на дорогах России, как это повлияет на транспортные компании и как быстро адаптироваться к любым изменениям.
В этой статье о прогнозах роста цен на топливо в России и мировые тенденции в 2025 году, и их влиянии на рынок грузоперевозок.
В статье рассказываем о преимуществах и недостатках 3 способов приобретения ТС: лизинг, аренда и подписка.
Ноутбук с дашбоардом программы

Начните управление автопарком предприятия прямо сейчас

Бесплатно. Неограниченно. Без установки доп. оборудования