Что влияет на gps

Пользователя GPS-навигатора всегда интересует реальная точностьсистемы GPS-навигации и степень доверия к ее показаниям. Насколько можно приближаться к какой-либо навигационной опасности, полагаясь только на приемник GPS-навигатора? К сожалению, однозначного ответа на этот вопрос не существует. Это связано со статистическим характером ошибок GPS-навигации. Рассмотрим их подробнее.

Точность определения координат в GPS-навигации и причины ошибок GPS.

На скорость распространения радиоволн влияют ионосфера и тропосфера, ионосферная и тропосферная рефракция. Это главный, после отключения SA, источник погрешностей. Скорость радиоволн в пустоте постоянна, но при входе сигнала в атмосферу изменяется. Для сигналов от разных спутников задержка времени различна.

Задержки распространения радиоволн зависят от состояния атмосферы и высоты спутника над горизонтом. Чем нижеспутник, тем больший путь проходит его сигнал через атмосферу и тем больше искажения. Большинство приемников исключают использование сигналов от спутников с возвышением над горизонтом менее 7,5 градусов.

Кроме того, атмосферные помехи зависят от времени суток. После захода солнца плотность ионосферы и ее влияние на радиосигналы уменьшается, явление, хорошо знакомое радистам-коротковолновикам. Военные и гражданские приемники GPS-навигаторов могут автономно определять атмосферную задержку сигнала, сравнивая задержки на разных частотах. Одночастотные потребительские приемники вносят приблизительную поправку на основании прогноза, передаваемого в составе навигационного сообщения. Качество этой информации в последнее время выросло, что дополнительно повысило точность GPS-навигации.

Режим SA.

Для сохранения преимущества высокой точности для военных GPS-навигаторов с марта 1990 года был введен режим ограничения доступа SA (Selective Availability), искусственно снижающий точность гражданского GPS-навигатора. При задействованном режиме SA в мирное время добавляется ошибка в несколько десятков метров. В особых случаях могут вводиться ошибки в сотни метров. Правительство США отвечает за работоспособность системы GPS перед миллионами пользователей, и можно рассчитывать, что повторное включение SA, и тем более, столь значительное снижение точности не будет введено без достаточно серьезных причин.

Загрубление точности достигается путем хаотического сдвига времени передачи псевдослучайного кода. Ошибки, возникающие от SA, — случайные и равновероятные в каждую сторону. SA влияет также на точность курса и скорости по GPS-навигатору. По этой причине неподвижный приемник часто показывает слегка изменяющиеся скорость и курс. Так что оценить степень воздействия SA можно по периодическим изменениям курса и скорости по GPS.

Погрешности в эфемеридных данных при GPS-навигации.

Прежде всего это погрешности, связанные с отклонением спутника от расчетной орбиты, неточностями часов, задержками сигнала в электронных схемах. Коррекция этих данных производится с Земли периодически, в промежутках между сеансами связи ошибки накапливаются. Ввиду малости эта группа погрешностей не имеет значения для гражданских пользователей.

Крайне редко, но могут иметь место более крупные ошибки из-за внезапных сбоев информации в устройствах памяти спутника. Если такой сбой не выявляется средствами самодиагностики, то до момента обнаружения ошибки наземной службой и передаче команды о неисправности спутник может какое-то время передавать неверную информацию. Происходит так называемое нарушение непрерывности или как часто переводят термин integrity, целостности навигации.

Влияние отраженного сигнала на точность GPS-навигации.

Кроме прямого сигнала от спутника GPS-приемник также может принять сигналы, отраженные от скал, зданий, проходящих судов так называемое характеризующие многолучевое распространение (multypath). Если прямой сигнал закрыт от приемника надстройками или такелажем судна, отраженный сигнал может быть сильнее. Этот сигнал проделывает более длинный путь, и приемник «думает», что находится дальше от спутника, чем на самом деле. Как правило, эти ошибки намного меньше 100 метров, поскольку только близко расположенные предметы способны дать достаточно сильное эхо.

Спутниковая геометрия при GPS-навигации.

Зависит от расположения приемника относительно спутников, по которым определяется позиция. Если приемник поймал четыре спутника и все они находятся на севере — спутниковая геометрия плохая. Результат ошибка до 50-100 метров или даже невозможность определения координат.

Все четыре измерения — из одного и того же направления, и область пересечения линий положений слишком велика. Но если 4 спутника будут расположены равномерно по сторонам горизонта, то точность намного возрастет. Спутниковая геометрия измеряется геометрическим фактором PDOP (Position Dilution Of Precision). Идеальному расположению спутников соответствует PDOP = 1. Большие значения говорят о плохой спутниковой геометрии.

Пригодными для навигации считаются значения PDOP меньше 6,0. В двухмерной навигации применяется HDOP (Horizontal Dilution Of Precision), меньше 4,0. Также используются вертикальный геометрический фактор VDOP, меньше 4,5, и временной TDOP, меньше 2,0. PDOP служит множителем для учета ошибок от других источников. Каждая измеренная приемником псевдодальность имеет свою погрешность, зависящую от атмосферных помех, ошибок в эфемеридах, режима SA, отраженного сигнала и так далее.

Так, если предполагаемые значения суммарных задержек сигнала по этим причинам, URE User Range Error или UERE User Equivalent Range Error, по-русски ЭДП — эквивалентная дальномерная погрешность, в сумме составляют 20 метров и HDOP = 1,5, то ожидаемая ошибка определения места будет равна 20 х 1,5 = 30 метров. Приемники GPS-навигаторов по-разному представляют информацию для оценки точности с использованием PDOP.

Кроме PDOP или HDOP, используется GQ (Geometric Quality) величина, обратная HDOP, или качественная оценка в баллах. Многие современные приемники показывают ЕРЕ (Estimated Position Error — ожидаемую ошибку позиции) непосредственно в единицах дистанции. ЕРЕ учитывает расположение спутников и прогноз погрешности сигналов для каждого спутника в зависимости от SA, состояния атмосферы, ошибок спутниковых часов, передаваемых в составе эфемеридной информации.

Спутниковая геометрия также становится проблемой при использовании приемника GPS-навигатора внутри транспортных средств, в густом лесу, горах, вблизи высоких зданий. Когда сигналы от отдельных спутников блокированы, положение оставшихся спутников определит, насколько точной будет позиция GPS, и их число покажет, может ли позиция вообще быть определена. Хороший приемник GPS-навигатора покажет не только, какие спутники используются, но и их местоположение, азимут и возвышение над горизонтом, так что вы можете определить, затруднен ли прием данного спутника.

По материалам книги Все о GPS-навигаторах.
Найман В.С., Самойлов А.Е., Ильин Н.Р., Шейнис А.И.

Источник: survinat.ru

Как улучшить GPS прием на Android

Система навигации GPS есть почти во всех смартфонах. Она используется для навигации, и работает без подключения к Интернету.

В работе GPS возможны проблемы. Рассмотрим, как улучшить GPS прием на Андроиде.

От чего зависит качество сигнала, и почему он пропадает?

Проблема с навигацией возможна по аппаратным или программным причинам.

• низкокачественный модуль (ставится в дешевые китайские смартфоны);
• слабый сигнал (бывает в лесу, малозаселенной местности);
• толстый металлический чехол (экранирует сигнал);
• при поездке в авто — атермальная пленка или стекло с подогревом (экранируют сигнал);
• заводской брак.

• одновременный запуск нескольких приложений, использующих спутник;
• привязка к спутникам, вышедшим из зоны видимости;
• неправильная настройка;
• использование некачественной прошивки или ошибки при перепрошивке;
• включенное энергосбережение.

Как улучшить прием

Ниже рассмотрим, что делать, если сигнал GPS потерян, или периодически пропадает, передается с перебоями. Приведем советы по устранению аппаратных и программных проблем.

Калибровка компаса

Калибровка GPS на Android — это настройка внутреннего компаса.

Встроенный в телефон компас может «сбиться», или быть не калиброванным изначально.

Зачем калибровать GPS:

• чтобы смартфон «ловил» сигнал (если сейчас не «ловит» вообще);
• чтобы сделать определение местоположения точнее.

Компас калибруется бесплатным приложением, которое можно скачать на freesoft.ru. Например:

Любое приложение работает одинаково: сбрасывает настройки компаса и заново переподключается к спутникам. Кроме калибровки оно покажет количество спутников в зоне покрытия, и уточнит координаты. Узнайте что делать, если андроид не видит спутники.

Закрытие фоновых приложений

Проверьте, не работают ли одновременно приложения, использующие спутник: Google Maps, Яндекс.Карты, Foursquare, Госуслуги.

Закройте «лишние» программы и перезапустите навигатор.

Правильная настройка

По умолчанию GPS-чип в смартфонах и планшетах может быть отключен. Карта в этом случае будет работать по сотовым вышкам и wi-fi-сетям, что не так точно определяет местоположение.

1. В настройках смартфона заходим в «Местоположение». В разных смартфонах и версиях ОС пункт может называться по-другому. Например: «Геоданные», «Геопозиционирование», «Безопасность и местоположение».
2. Если выбран пункт «По координатам сети», вместо него выбираем «По спутникам», или «По всем источникам». Последний вариант — самый энергозатратный: батарея смартфона расходуется быстро. Но точность сигнала — максимальная.

Покупка усилителя сигнала

Купите усилитель сигнала для Android. Цена — 2000-5000 рублей. При выборе обратите внимание, чтобы приемник был совместим со смартфоном (или планшетом) — многие модели предназначены для навигаторов и компьютеров.

Исправление прошивки

Если ОС давно не обновлялась, или если вы ставили кастомную прошивку — это может быть причиной проблем с сигналом.

Установите обновление или удалите неофициальную прошивку.

Редактирование файла настроек GPS.conf (только под root-доступом)

Способ для опытных пользователей, нужен root-доступ.

Как усилить сигнал GPS на Андроид:

1. Через файловый менеджер заходим в system, затем в etc.
2. Ищем GPS.conf (в некоторых смартфонах — отсутствует, тогда способ отпадает).
3. Открываем файл текстовым редактором.
4. Напротив NTP_SERVER вместо имеющегося текста вписываем: ru.pool.ntp.org (если вы в РФ).
5. Добавляем строчку DEFAULT_USER_PLANE=TRUE.
6. Сохраняем изменения и перезапускаем навигатор.

Дополнительные советы

Общие советы, помогающие улучшить слабый сигнал (или поймать, если отсутствует):

• снимите чехол смартфона;
• отключите режим энергосбережения;
• включите-выключите «Режим полета»;
• выключите-включите GPS-модуль;
• выйдите на улицу (если находитесь в здании) или поднимитесь повыше (если в здании — выйдите на балкон, если в лесу — заберитесь на дерево или поднимитесь на возвышенность, желательно без высоких деревьев вокруг).

Если вы выбираете смартфон с точной навигацией:

• проверьте, работает ли он с ГЛОНАСС (если навигация нужна по РФ);
• выбирайте модель с поддержкой A-GPS.

Починка аппаратной части

Если советы выше не помогли, и сигнал все равно слабый, или вообще отсутствует — проблема может быть в модуле телефона.

Отнесите смартфон в ремонт и скажите, что навигатор плохо ловит. Объясните, какие способы улучшения сигнала использовались, и какой результат они дали. Примерная цена модуля — 600-1500 рублей. Цена замены — 500-1000 рублей.

Источник: randroid.ru

Точность навигационных систем ГЛОНАСС и GPS

Системы GPS слежения

Автор fast12v0_gpscool На чтение 5 мин. Просмотров 4.7k. Опубликовано 10.05.2021

Без спутниковых систем слежения трудно представить жизнь в наше время. Благодаря им люди ориентируются на местности, отыскивают какие-либо объекты и даже совершают археологические открытия. Актуален вопрос о том, насколько точность определения координат GPS и «ГЛОНАСС», а также других систем соответствует заявленной.

Спутниковые системы мониторинга

Существует множество вариантов систем мониторинга со спутника, например, Galileo (европейская), BeiDou (китайская). Но из-за популярности и точности определения координат больше используются американская GPS и российская «ГЛОНАСС», поэтому стоит провести их сравнение.

GPS

При ориентировании с использованием навигационных систем происходит передача сигнала на GPS спутник от модуля, встроенного в электронное устройство (например, телефон). Космический аппарат «отвечает», показывает, где находится человек. Однако тоннели, помещения и облачность вносят коррективы в точность позиционирования, иногда делая ее просто невозможной.

ГЛОНАСС

«ГЛОНАСС» – это российский аналог всемирно известной GPS. Принцип работы тот же – смартфон отправляет сигнал на один из 24 спутников, те передают местоположение.

ВАЖНО. У российской системы устройств в космосе всего 24, а у американской – до 32, поэтому площадь покрытия мира составляет 70 %.

Общие принципы определения координат

Основной принцип работы «завязан» на радиоволнах, посылаемых спутниками с постоянной скоростью. Здесь также важно время, за которое сигнал дойдет от источника к приемнику. Оно определяется атомарными часами на космическом аппарате. Скорость, время и расположение спутников позволяют вычислить их расстояние до человека, которому требуется навигация.

ВАЖНО. Данных с одного аппарата недостаточно. Для максимальной точности необходимы как минимум 4 устройства, находящиеся в разных местах.

Пересечение сигнала 4 и более спутников позволяет с минимальной погрешностью определить, где находится человек. Некоторые программы навигации также учитывают расстояние до вышек сотовой связи, данные встроенного компаса и акселерометра и даже скорость движения того, кто запрашивает координаты. Но какие бы технологии ни использовались, есть много факторов, влияющих на работу позиционирования.

Точность позиционирования

При определении координат погрешность ГЛОНАСС составляет 2 – 6 метров, у GPS – 2 – 4 м. На работу систем влияет целый ряд факторов.

Факторы влияния

На точность «ГЛОНАСС» и GPS влияют 6 факторов:

1. Ионосфера и тропосфера. Проходя через эти слои, сигнал сильно замедляется. А если еще и вспышки на Солнце или «возмущения» в ионосфере, то точность становится практически недостижимой.
2. Шумы навигационных приемников.
3. Ошибки в часах спутников.
4. Многолучевой прием.
5. Внешние помехи от других устройств.
6. Местонахождение. Поскольку спутники движутся по орбите, их расположение может влиять на точность. Некоторые и вовсе могут быть недоступными в каких-то регионах.

Эти факторы касаются только работы спутника, а еще есть те, которые связаны конкретно с человеком:

1. Качество модуля GPS в электронном устройстве.
2. Местонахождение человека в пространстве. Создаются искажения и отражения при пребывании рядом с сооружениями, внутри помещений.
3. Драйвер в ОС в смартфоне.

Система дифференциальной коррекции

Поскольку на работу спутника влияют некоторые факторы, была придумана система коррекции – СДКМ. Из чего она состоит, показано в таблице.

Компонент	Цель
Сеть станций сбора измерений. В России их около 56	Сбор первичной информации с подвижного спутника и отправка ее в центр обработки
Центр обработки данных или ЦОД	В них фиксируется и исправляется погрешность (те самые 2–6 м), обеспечивается доставка информации пользователю
Комплекс доставки данных до потребителя, состоящий из неподвижных спутников и нескольких станций на земле	На Земле на специальных станциях данные обрабатываются и отправляются на особые невращающиеся спутники, которые и передают определенные координаты человеку

Выше вся система показана в упрощенном виде для простоты понимания, на самом деле, она включает в себя десятки станций, в них работают тысячи специалистов. И все для того, чтобы увеличить точность навигационных систем до 10–20 см.

Совместно с GPS функционирует QZSS – японская система, благодаря которой снижается погрешность при передаче данных.

Как повысить точность

Некоторые области жизни, например, геодезия, не терпят ошибок в точности. Ряд мер может принять сам человек, чтобы снизить вероятность ошибки:

1. Установить приложение GPS Test. Оно покажет количество спутников, доступных для использования модулем, расскажет о вероятной погрешности и качестве сигнала. На основании этих данных предпринимают конкретные шаги по устранению проблемы.
2. Во вкладке «Местоположение» в настройках смартфона выбрать пункт «Геолокация». В некоторых телефонах там есть функция «Определять точнее». В этих же настройках можно «помочь» геомодулю, разрешив ему использовать данные от Bluetooth и Wi-fi.
3. Откалибровать компас в девайсе. Так обновится сигнал геолокации.
4. Использовать внешние, дополнительные антенны для приема сигнала.

ВНИМАНИЕ. Мало что поможет, если находиться в момент определения координат в помещении, под землей или рядом с высотными зданиями. Сигнал от спутника будет не только искажен, но и отражен. Из-за этого точная геолокация будет невозможна.

Преимущества двойного геопозиционирования GPS/ГЛОНАСС

Если определять свое положение по 2 системам сразу, то есть несколько преимуществ такого решения:

1. Возможность получить данные с минимальной погрешностью. Например, на севере России для измерения подойдет «ГЛОНАСС», а вот для навигации в центральной части страны поможет GPS.
2. Поскольку эти системы военные, бывает, что одна из них недоступна, тогда выручит вторая. Они взаимозаменяемы.
3. Гибкость. В одних местностях лучше будет американский вариант, в других – российский.

Эра космоса наступила. И околоземное пространство используется не только для исследований, но и для помощи в навигации, проведения межевания и других нужд. Главное – знать о точности каждой из систем, как работает GPS и правильно ими пользоваться.

Источник: gpscool.ru

Как улучшить точность GPS на Android смартфоне

Модуль GPS на вашем смартфоне необходим для использования навигационных приложений и сервисов, таких как Google Maps или Яндекс.Карты. Иногда с работой GPS могут возникать проблемы, но их можно исправить и дополнительно увеличить точность определения местоположения. В этой статьм мы расскажем вам, как улучшить GPS на Андроиде.

Что такое GPS?

GPS – это глобальная система позиционирования, созданная американскими военными в 1973 году. Как и интернет, вскоре после создания она перешла на гражданские «рельсы». На сегодняшний день на орбите Земли находится 31 рабочий спутник GPS, с которыми ваш телефон связывается через специальную микро-антенну. Принимающие модули устанавливаются в подавляющее большинство современных смартфонов, даже в самые бюджетные модели, поэтому беспокоиться о его отсутствии не стоит.

Антенна геолокации интегрирована в операционную систему смартфона через специальный драйвер. Таким образом, прежде чем говорить о том, как улучшить прием GPS, нужно разобраться в трех возможных источниках проблем с навигацией:

1. Количество доступных спутников в текущем регионе.
2. Аппаратная поломка GPS-модуля.
3. Проблемы с работой программного обеспечения.

Определите с чем связаны проблемы с GPS

С помощью приложений вроде GPS Essentials или GPS Test вы можете диагностировать, является ли плохой сигнал следствием аппаратной или же программной проблемы. Подобные приложения наглядно показывают, как ваш телефон подключается к спутникам.

Если спутники не появляются вообще, то это может быть связано с помехами от металлических объектов или стен вокруг вас, либо же просто GPS-модуль смартфона не работает должным образом. Если подключение к спутникам есть, но телефон все еще не ловит сигнал — это проблема программного обеспечения.

Обновите GPS-данные

Иногда смартфон может просто «зависнуть» на том или ином спутнике GPS, который в этот момент может находиться за пределами зоны досягаемости. Сдвинуть дело с «мертвой точки» можно установив приложение GPS Status&Toolbox и очистив там данные геолокации, после чего нужно выключить GPS и заново подключиться к спутникам.

В приложении нажмите в любом месте экрана, затем перейдите в меню и нажмите на «Управление состоянием A-GPS». Нажмите «Сброс», затем вернитесь в «Управление состоянием A-GPS» и нажмите «Загрузить». После этого данные GPS на смартфоне обновятся.

Используйте компас, чтобы откалибровать GPS

Если вам кажется, что GPS работает некорректно, попробуйте откалибровать компас (он же магнитный датчик или датчик Холла), который используется в процессе геолокации. Некоторые телефоны позволяют сделать это непосредственно в настройках местоположения, в остальных случаях провести калибровку проще всего непосредственно в навигационном приложении.

В Google Maps нужно нажать на синий круг, указывающий на ваше место на карте, выбрать во всплывающей вкладке «Откалибровать компас» и следовать незамысловатой инструкции. Калибровка обновит сигнал геолокации, что может решить вашу проблему.

Купите внешний GPS-приемник

Кардинальным способом решения аппаратной проблемы навигационных модулей, помимо ремонта телефона, может стать покупка внешнего приемника с GPS повышенной точности. Подобные решения, например Garmin GLO GPS, сопрягаются с телефоном по Bluetooth и обеспечивают высочайшую точность позиционирования с частотой обновления данных до 10 раз в секунду.

Для пользователей, которым навигация нужна для решения парактических задах, это неплохой выбор, который даст возможность использовать в качестве навигационного устройства не только смартфон, но и ноутбук или старый планшет.

Разрешите телефону определять местоположение точнее

Теперь о том, как улучшить работу GPS. Чтобы получить самый точный сигнал GPS вашему смартфону потребуется использовать немного больше батареи, чем обычно. Это необходимая жертва, и вы всегда сможете отменить ее позже, когда не нужно будет пользоваться геолокацией.

Чтобы повысить точность GPS на Android зайдите в настройки и откройте вкладку «Местоположение». Убедитесь, что GPS включен и перейдите в «Геолокация Google», где нужно активировать опцию «Определять местоположение точнее».

Теперь смартфон будет использовать не только GPS модуль, но и дополнительные способы определения местоположения — Wi-Fi и мобильные сети, вследствие чего навигация станет быстрее и точнее.

Как исправить проблему с GPS в приложениях

Приложения, чаще всего использующие службы геолокации (не учитывая Google Maps) — это игры на основе дополненной реальности. Даже самые популярные и оптимизированные проекты вроде Pokemon GO и Ingress частенько донимают ошибкой «сигнал GPS не найден». Как это можно исправить? Во-первых, убедитесь, что приложения имеют необходимые разрешения на использование GPS.

Если разрешения есть, но ошибка не исчезает, попробуйте выйти из своей учетной записи и перезапустить приложение. Как только вы снова войдете и залогинетесь, вопрос должен решиться. В крайнем случае — просто перезагружаем смартфон. Также не забудьте удостовериться в том, что у вас установлена последняя версия проблемного приложения.

Источник: geekville.ru

>»>