Принципы работы навигатора

22 апреля 2024

Кейсы

FMS

Топливо

Новости

Сервис

Автоматизация

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.

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:

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.

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:

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.

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.

Бесплатно. Неограниченно. Без установки доп. оборудования