Gps в машине как работает

Журналист, администратор сети онлайн-сайтов «Медицинские факты», автор множества статей об экономии для сайта «Экономим24».

Закончил журналистский факультет Киевского национального университета им. Т. Шевченко (КНУ) в 2013 году.

26.03.2017 2 комментария 19,314 Просмотры

Многие автолюбители, имея при себе или в своих средствах передвижения навигаторы, периодически задаются вопросами: как работает навигатор в машине и нужен ли для этого интернет? Кто-то говорит, что нужен сигнал от спутника, кто-то утверждает, что для этого нужен интернет.

Что должен делать навигатор

Для успешного использования навигатора рядовому водителю совсем не обязательно разбираться в его устройстве и принципе работы – достаточно всего лишь прочитать инструкцию. Однако разносторонне развитому человеку всегда интересно узнать больше о тех вещах, которыми он пользуется.

Навигационная система выполняет следующие функции:

1. Обеспечение безопасность вождения.
2. Построение оптимального маршрута от точки «А» до точки «Б».
3. Перестроение маршрута в объезд пробки.
4. Нахождение разного рода услуг.
5. Продажа собственных товаров и услуг.

Имея навигационное устройство на приборной панели авто или в смартфоне, можно легко воспользоваться картой и увидеть, где находится тот или иной объект, а также задать нужное направление.

Устройство навигатора

Навигатор представляет собой мини-компьютер и состоит из следующих частей:

• сенсорный дисплей;
• корпус;
• аккумулятор;
• плата;
• GPS приемник;
• процессор;
• память (оперативная, память BIOS и память данных);
• разъемы и дополнительные элементы.

Как не трудно догадаться, стоимость навигатора напрямую зависит от его характеристик, которые обеспечиваются следующими факторами:

• качеством и определенными свойствами составных частей;
• объемом памяти;
• частотой процессора и дополнительными функциями.

В качестве дополнительных функций могут выступать такие модули:

• GPRS модуль;
• bluetooth модуль;
• радиоприемник;
• микрофон.

Практически все навигаторы на данный момент выпускаются со встроенными динамиками, чтобы озвучивать ситуацию на дороге, а также с разъемами для внешнего питания, наушников и карт памяти.

Для справки! Также у определенных навигаторов могут отсутствовать некоторые части. Например, если навигатор встроен в сам автомобиль, то у него не будет собственного корпуса и аккумулятора.

Каждый навигатор имеет определенное программное обеспечение и встроенные карты. И то, и другое требует периодического обновления для корректной работы системы. Для корректной работы не рекомендуется «прошивать» навигатор программным обеспечением, которое для него не рассчитано.

Принцип работы навигационной системы

Даже для далекого от электроники человека не будет новостью то, что для работы такой сложной системы, как навигационное устройство, недостаточно самого навигатора и должно быть что-то еще. И этим «что-то» являются GPS спутники, без которых функционирование навигатора не представляется возможным.

Начиная с 1994 года около двух десятков GPS спутников находятся на орбите Земли на высоте ~21 000 м. Они не являются стационарными и двигаются с запада на восток со скоростью около 12000 км/ч, и проходят по земной орбите через одно и то же место два раза в день. Каждый спутник непрерывно передает различные сигналы о своем местоположении и техническом состоянии. Принцип работы устройства следующий:

1. Приемник GPS фиксирует время прибытия сигнала спутника и время передачи сигнала от спутника до приемника.
2. Учитывая скорость света как известную величину, и точку, откуда был отправлен сигнал, приемник вычисляет место, где находится на земле принимающее устройство.
3. В зависимости от того, как устройство перемещается вдоль шоссе, спутник вычисляет скорость. Она, как правило, на несколько километров в час меньше той скорости, что показывает спидометр автомобиля.
4. Затем данные обрабатываются в самом навигаторе и отображаются на экране.
5. Спутниковый сигнал задерживается, проходя через ионосферу и атмосферу земли, в результате чего в расчетных системах GPS применяется поправочные коэффициенты.

Чтобы вычислить точное положение принимающего устройства, необходимо три или более сигнала GPS. Если приемник принимает больше спутников, качество определения местоположения улучшается.

Нюанс! В случае наличия помех сигналов со спутника применяются дополнительные поправочные коэффициенты при расчетах.

Отечественная система

На данный момент в России разработана собственная навигационная система, которая носит название «ГЛОНАСС». Количество спутников у нее меньше, чем у GPS, однако, это не мешает использовать современным навигаторам обе системы сразу и переключаться между ними в зависимости от силы сигнала спутников.

Согласно российскому законодательству автомобили должны соответствовать такому требованию, как наличие модуля «ГЛОНАСС» в целях безопасности.

Навигатор и интернет

На заре смартфонов такие поисковые системы как «Яндекс» и «Google» выпустили собственные навигаторы, которые действительно работали от сигналов мобильной сети. Точность такого сигнала напрямую зависела от расстояния до ближайшей сотовой вышки, что делало их абсолютно бесполезным за городом, где связь попросту «не ловит».

Еще довольно долгим являлся процесс «подргузки» карты в режиме онлайн. О погрешностях в несколько сотен метров даже и говорить не стоит. Однако впоследствии разработчики подобных навигаторов и смартфонов поняли свою ошибку и сейчас практически каждый подобный «девайс» может работать через следующие спутники:

Для большинства устройств достаточно загрузить карту местности и использовать навигационную систему через спутники, без интернета, что еще раз подтверждает ответ на вопрос: как работает автомобильный навигатор, и нужен ли интернет.

С развитием «интернет вещей» сейчас многие навигаторы, да и автомобили имеют возможность выхода в интернет, что, безусловно, увеличивает их функционал. Совместное использование интернета и сигналов от спутников позволяют значительно увеличить точность геопозиционирования и предоставляет более полный отчет о ситуации на дороге. Развитие техники не стоит на месте и, в скором времени будут доступны более продвинутые технические средства в области геопозиционирования и навигации.

Источник: ekonomim24.ru

Как работает навигатор. Разберем рядовую машину, а также выясним, нужен ли интернет

В век цифровых технологий мы с вами начинаем отказываться от обычных компасов, переходя на совершенно новые технологии. Такими технологиями сейчас являются навигаторы. Они вам и дорогу проложат, и запомнят ваш выбор, и подскажут где пробки, в общем, куча полезного. Но зачастую владельцы не знают, как работают эти приборы.

Некоторые говорят — что это спутниковый сигнал, другие что сотовый, третьи вообще — что он сам позиционируется на месте! Но где же правда, как работает автомобильный (или какой либо другой) навигатор? Давайте разбираться …

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

• Техническая составляющая
• Как работает электроника навигатора?
• Как работают карты?
• Как работает «GPS» и «ГЛОНАСС»?
• Про сотовые вышки или нужен ли интернет?

Что хочется отметить, навигаторы это совершенно независимые устройства, работают автономно! ДА в некоторые из них может быть встроена сим карта, то есть позиционирование по сотовым вышкам, но это в качестве исключения, нежели в общей практике! Навигатор работает совершенно по другому принципу.

Техническая составляющая

Итак, прежде чем определять — как он работает, давайте вспомним, из чего же он состоит:

• Собственно это «печатная» или еще называют «материнская плата» навигатора, которая заключается в корпус. Именно она «сердце» любого устройства, на ней устанавливается процессор, память и собственно сам приемник сигналов, GPS модуль (про это чуть позже).
• Экран. Сейчас они практически все сенсорные, раньше зачастую встречались и обычные. Они строятся по TFT или IPS технологиям. Нужно отметить вторая технология позволяет повысить удобство от пользование навигатором, потому как на ней менее проявляются блики, также объекты более четкие и яркие. Всем советую брать именно с IPS матрицей. Хотя сейчас и TFT дисплеи покрывают антибликовым покрытием. Дисплей соединяется с «материнской платой» при помощи специальных шлейфов.
• Аккумулятор. Также необходим, по сути, он мало чем отличается от телефонных или планшетных батарей. Позволяет работать устройству автономно, не зависимо от источников питания (электрическая цепь дома или автомобиля). Чем больше батарея, тем дольше он может работать, ведь расход энергии при позиционировании действительно большой.
• Корпус. Хочется заострить на нем внимание. Ведь он реально важная составляющая. Раньше они делались только из пластика и были достаточно хлипкими, сейчас же все чаще встречаются версии с защищенным корпусом, он прорезиненный, такие навигаторы не бояться влаги, а некоторые даже могут погружаться в воду. Так что если вы занимаетесь экстремальными видами спорта, в том числе и авто. То вам нужно выбирать именно защищенный корпус.

Если подвести итог навигатор будь то автомобильный или обычный, по сути это маленький компьютер, зачастую по своим функциям похож на планшетный ПК.

Как работает электроника навигатора?

Все что я перечислил сверху, это всего лишь физическая составляющая или как говорят программисты на своем сленге «ЖЕЛЕЗО», без программ оно работать не будет.

Чтобы заставить ЖЕЛЕЗО издавать хоть какие-то сигналы на него устанавливают BIOS, он то и начинает заставлять работать все вместе – материнскую плату, GPS датчик, дисплей, аккумулятор, память, процессор.

Далее на него уже устанавливается операционная система. Сейчас самые популярные это Windows CE и Android, причем вторая система активно вытесняет первую из-за своей гибкости, стабильности и быстрой работы. Однако существуют и другие разработчики со своими системами, например GARMIN и Tom Tom, у них свои «операционки» и оболочки. Все эти системы специально адаптированы под сенсорный монитор, то есть здесь присутствует специальная оболочка.

Ну все, поставили мы скажем — Android на свое «железо», но как он дальше будет работать? Как позиционировать?

Теперь нам нужно установить так называемую рабочую программу, сейчас их также десятки, самые распространенные в России, это конечно же Navitel, а также свои навигационные программы от поисковиков Яндекс и Google. Вообще если «порыть» можно найти не менее 10 программ, которые можно установить на свой навигатор.

Программа сама по себе начинает взаимодействовать с GPS модулем и определяет точку по координатам на мониторе вашего навигатора. Но вот без карт это бесполезно. Поэтому еще одной важной составляющей являются карты, которые как бы подкладываются в программу.

Как работают карты?

Навигатор как я написал выше, определяет координаты, в которых вы находитесь – долгота, ширина и высота. Если карт у вас в навигаторе нет, то на просто белом или черном дисплее вы будете видеть точку, возможно, будут указываться ваши координаты. Такая информация практически бесполезна. Подкладываются электронные карты, они также жестко привязаны к координатам, поэтому, когда навигатор определил место положения, то точка сопоставляется с местом на карте. Таким образом, вы видите свое местоположение.

Карты постоянно совершенствуются, на них появляются все больше опознавательных знаков, зачастую указаны адреса, улицы, дома, магазины, светофоры, радар-детекторы и прочая полезная информация. Нужно сказать, что это большая работа, и разработчикам постоянно нужно обновляться карты, ведь города и дороги изменяются.

Как работает «GPS» и «ГЛОНАСС»?

Вот мы и подошли к самому интересному, а именно к работе самого приемника. Чтобы узнать координаты, он отсылает через встроенную антенну, специальный запрос в Глобальную Систему Позиционирования (Global Position System или просто GPS), у которой на орбите нашей планеты есть группировка спутников. Дальше он получает ответ в зашифрованном виде, ответ с координатами, ответ передается навигационной программе, которая определяет место положения.

Для точности определения координат, и для корректной работы нужно как минимум связь с 4 спутниками, если их меньше, то программа может автоматически не заработать! Если на небе облака и тучи, то видимость спутников категорически падает. Также они практически не видны в зданиях, туннелях метро и других подземных частях.

GPS – это американская система позиционирования, однако Россия сейчас на данный момент разработала и успешно применяет свою альтернативную группировку спутников, которая получила название «ГЛОНАСС», да пока там спутников меньше, и работоспособность системы немного «плавает», но каждый год на орбиту выводятся новые и новые элементы стабильность растет год от года. Сейчас уже и не отличить где «GPS», а где «ГЛОНАСС».

В свою очередь навигаторы, будь то автомобильный или просто переносимый стационарный могут автоматически переключаться между системами позиционирования. Также доступен и ручной режим. В планах правительства России, сделать все современные автомобили оснащенными системой «ЭРА ГЛОНАСС».

Про сотовые вышки или нужен ли интернет?

Как вы, наверное, уже поняли навигатору не нужно интернет соединения ВООБЩЕ! Поэтому высказывания – «если нет интернета, нет и позиционирования» – МЯГКО СКАЗАТЬ ОШИБОЧНЫ! Навигационные системы работают на прямую, со спутниками и сотовые вышки им совершенно не нужны.

Но откуда же пошел такой миф? Все просто, виноваты в этом сотовые телефоны и первые навигационные системы от поисковиков (Яндекс Google). Именно они, в начале своего пути, позиционировали по расположению точки между базовыми станциями.

То есть человек с телефоном запускал программу, она автоматически опрашивала сотовые вышки и они примерно, показывали ваше местоположение, погрешность была огромной, лично я сам помню до 2 километров, особенно в тех местах, где не было достаточно сотовых вышек (интернета). ДА и такое позиционирование было очень медленным, стояло выехать за город, сигнал терялся, интернет становился вообще «ниже плинтуса» и программа зависала. Проблема была еще и в том что вашему гаджету нужно было тянуть карты из интернета в режиме онлайн!

Сейчас совершенно другая ситуация, поисковики научили свои программы, корректно работать с GPS модулями:

• Появилась возможность позиционирования через спутники, а не только через базовые станции. Есть и гибридный режим – спутники + вышки.
• Можно выкачать карту вашей местности (города, села области и т.д.), что не дает не нужного расхода интернета.
• Позиционирование очень точное, с точностью до метра.

Таким образом – ИНТЕРНЕТ для навигатора, даже в телефоне НЕ НУЖЕН! Вам достаточно включить GPS модуль, выкачать карты и пользоваться.

НА этом у меня все, читайте наш АВТОБЛОГ.

(26 голосов, средний: 4,42 из 5)

Источник: avto-blogger.ru

Спутниковые системы навигации GPS и ГЛОНАСС

Многие автовладельцы используют навигаторы в своих автомобилях. При этом некоторые из них не знают о существовании двух различных спутниковых систем – российской ГЛОНАСС и американской GPS. Из этой статьи вы узнаете, в чем же их отличия и какой спутниковой навигации следует отдать предпочтение.

Как работает навигационная система

Навигационная система в основном используется для того, чтобы определить местоположение объекта (в данном случае автомобиля) и скорость его движения. Иногда от неё требуется и определение некоторых других параметров, например, высоты над уровнем моря.

Вычисляет она эти параметры, устанавливая расстояние между самим навигатором и каждым из нескольких спутников, расположенных на земной орбите. Как правило, для эффективной работы системы необходима синхронизация с четырьмя спутниками. По изменению этих расстояний она и определяет координаты объекта и другие характеристики движения. Спутники ГЛОНАСС не синхронизируются с вращением Земли, из-за чего обеспечивается их стабильность на большом промежутке времени.

Видео: ГлоНаСС vs GPS

Что лучше ГЛОНАСС или GPS и в чем их разница

Системы навигации в первую очередь предполагали их использование в военных целях, и только потом стали доступны для обычных граждан. Очевидно, что военным необходимо использовать разработки своего государства, потому что иностранная система навигации может быть отключена властями этой страны в случае возникновения конфликтной ситуации. Более того, в России призывают использовать систему ГЛОНАСС и в повседневной жизни военным и государственным служащим.

В повседневной жизни обычному автомобилисту и вовсе не стоит переживать по поводу выбора навигационной системы. И ГЛОНАСС, и GPS обеспечивают качество навигации, достаточное для использования в житейских целях.

На северных территориях России и других государств, расположенных в северных широтах, спутники ГЛОНАСС работают эффективнее, из-за того, что их траектории передвижения находятся выше над Землей. То есть в Заполярье , в скандинавских странах ГЛОНАСС эффективнее и это признали шведы еще в 2011 году. В других регионах GPS немного точнее ГЛОНАСС в определение местоположения. По данным Российской системы дифференциальной коррекции и мониторинга ошибки GPS составляли от 2 до 8 метров, ошибки ГЛОНАСС от 4 до 8 метров. Но GPS, чтобы определить местоположение нужно поймать от 6 до 11 спутников, ГЛОНАСС хватит 6-7 спутников.

Также следует учесть, что система GPS появилась на 8 лет раньше и ушла в солидный отрыв в 90-ые года. И за последнее десятилетие ГЛОНАСС этот отрыв сократила почти полностью , а к 2020 году разработчики обещают, что ГЛОНАСС не будет ни в чем уступать GPS.

На большинство современных устройств для навигации устанавливается комбинированная система, которая поддерживает как российскую спутниковую систему, так и американскую. Именно такие устройства являются наиболее точными и обладают самой низкой ошибкой в определении координат автомобиля. Также возрастает и стабильность принимаемых сигналов, ведь такой аппарат может «увидеть» больше спутников. С другой стороны, цены на такие навигаторы намного выше односистемных аналогов. Оно и понятно – в них встраиваются два чипа, способные принимать сигналы от каждого типа спутников.

Видео: тест GPS и GPS+ГЛОНАСС приемников Redpower CarPad3

Таким образом, наиболее точными и надежными навигаторами являются двухсистемные устройства. Однако их преимущества связаны с одним существенным недостатком – стоимостью. Поэтому при выборе навигатора нужно подумать – а нужна ли настолько высокая точность в условиях каждодневного использования? Также для простого автолюбителя не очень важно, какой навигационной системой пользоваться – российской или американской. Ни GPS, ни ГЛОНАСС не дадут вам заблудиться и доставят к желаемому месту назначения.

Источник: avtomotoprof.ru

Мониторинг за копейки: помогают ли дешевые GPS-трекеры найти машину?

Автомобильные трекеры-«закладки», именуемые также «маячками» и предназначенные для поиска угнанной и брошенной неподалеку «на отстой» машины, в последнее время серьезно подорожали. Пять-шесть тысяч за такой гаджет в кризис позволит себе не каждый… Возможно, стоит посмотреть в сторону универсальных и крайне дешевых GPS-трекеров из китайских интернет-магазинов? Колеса.ру протестировали несколько самых дешевых GPS-трекеров, чтобы выяснить возможность их использования в качестве противоугонных маяков.

GPS-маяк или «закладка» – что это?

Сперва маленький ликбез по настоящим специализированным автомобильным противоугонным маячкам. Кто знает, как они работают, или даже имеет их, может не читать этот раздел и переходить сразу к следующему.

Автомобильный «маячок-закладка» – это компактный (чуть больше спичечного коробка) гаджет, имеющий в своем составе GPS-приемник, модуль связи GSM с сим-картой, долгоживущую литиевую батарею и контроллер, управляющий этим «железом» по особому алгоритму. Устройство включается, прячется в салоне автомобиля под обшивку в секретном месте, после чего переходит в ждущий режим на… пару лет!

Маяк постоянно пребывает в состоянии сна, расходуя сущие микроамперы тока, что позволяет ему работать на одном комплекте батарей от года до двух лет и ничем не выдавать свое присутствие. Вся его работа – запрограммированно проснуться раз в сутки (раз в двое суток, в трое, раз неделю – интервал настраивается), включить GSM-модуль и перейти на прием. Владелец знает – каждый день, скажем, в 3 часа, «закладка» включается и несколько минут ждет СМС-команды от хозяина. Можно отправить команду, можно просто позвонить на номер «закладки», прослушав через микрофон маяка происходящее в салоне.

Если с машиной все в порядке, то команду отправлять не нужно, и маяк снова засыпает. Если же машина исчезла (угнана, эвакуирована и т.п.), то вы отсылаете СМС-команду «прислать координаты» – в этом случае устройство полностью просыпается, включает GPS-приемник, позиционируется в пространстве и присылает вам свое местоположение. После этого вы отправляете следующую команду, переводя маяк в режим тревоги, в котором он отправляет координаты каждые, скажем, 5 минут, и начинаете принимать меры к розыску авто.

Китайские «аналоги»

Поскольку, как говорилось выше, специально разработанные в качестве «закладок» автомобильные противоугонные маяки стали весьма небюджетны, посмотрим на ассортимент «АлиЭкспресса». Цены на китайские GPS-трекеры просто радуют – выбор в диапазоне 600-800 рублей огромен! Мы заказали несколько разных моделей гаджетов, стоимость каждого из которых не превышала 800 рублей.

Сразу поясним – азиатские гаджеты были куплены с полным пониманием того, что это не специальные автомобильные маяки, которые могут работать по два года в автономном режиме и имеют специальный алгоритм для работы в качестве противоугонного поискового устройства! Беспородные китайские приборы – универсальные устройства; производители рекомендуют их для отслеживания местоположения автомобилей, мотоциклов, людей и даже домашних животных, не делая акцента на скрытой установке и автономной работе годами! Мы же, в свою очередь, попробуем поразмыслить – можно ли как-то приспособить их к запрятыванию в обшивку салона авто и превратить в противоугонных «шпионов».

Три приобретенных GPS-трекера

Трекер с питанием от встроенного аккумулятора и микрофоном – позволяет запросить по СМС координаты и прослушать при помощи звонка на него салон авто

Трекер с питанием от встроенного аккумулятора, микрофоном и кнопкой SOS – при нажатии на неё (в случае использования трекера человеком) гаджет совершает дозвон на номер управления

Трекер с микрофоном, но без встроенного аккумулятора. Питание внешнее, от аккумулятора автотехники. Входное напряжение – от 6 до 36 вольт, можно подключать напрямую к бортсети мото, легковых и грузовых авто

Не GPS, а LBS.

Перед включением гаджетов открываем корпуса всех трех и исследуем платы, пытаясь обнаружить внутри GPS-чипы. Однако обнаруживаем, что… нас обманули – GPS-приемника ни в одном из устройств нет, хотя на двух устройствах «GPS» написано прямо на корпусах, а у третьего – на книжечке-инструкции!

Собственно, обман ожидаемый – все устройства стоили около $10, и результат неудивительный… Так что же – гаджеты неработоспособны? Отнюдь! Они работают и могут даже прислать вам по запросу координаты, вот только называть правильно их нужно не GPS-трекерами, а LBS-трекерами!

Что же это такое – LBS-трекер? Это прибор для определения координат, но не по спутникам, а по сигналам базовых станций сотовой сети! По сути простейший сотовый телефон, без клавиатуры и без дисплея.

Говоря упрощенно, любой мобильник всегда получает от базовой станции в фоновом режиме некую служебную информацию, которую не предоставляет пользователю – местоположение базовой вышки и силу сигнала от неё. Эту информацию и использует трекер-маяк – по расположению базовой станции он выясняет свое примерное местоположение с точностью до нескольких километров, а по силе сигнала от неё – корректирует его более точно. На деле же «точность» составляет плюс-минус полкилометра-километр – в принципе, не самая плохая, если учесть смешную стоимость устройства в 600-700 рублей и то, что ему, в отличие от настоящего GPS-трекера, не нужно для работы видеть открытое небо. То есть прибор можно спрятать и под капотом, и в багажнике!

Реально ли использовать эти устройства в качестве маяка?

Собственно, главный вопрос, из-за которого все и затевалось, – можно ли применить LBS-трекер за 600 рублей как альтернативу противоугонному маяку-«закладке» для скрытой установки за 5 000 рублей?

Теоретически – да. Но с массой оговорок!

Никаких настроек режимов работы, как в настоящем «маяке-закладке», у безымянных китайцев, конечно, нет. Наши трекеры работают всегда на прием, выдают координаты по запросу, один запрос – один ответ. Никакого режима сна, режима тревоги и т.п. нет, а время работы от встроенного аккумулятора не превышает нескольких часов. Соответственно, трекеры с аккумуляторами (и тем более модель без собственной батареи) должны быть постоянно подключены к бортовой сети машины, что осложняет их скрытую установку – автономность отсутствует.

Выходит даже так, что наличие встроенного аккумулятора в трекере вообще не дает никаких плюсов – исследование всех трех приборов показало, что наиболее пригодной для наших целей является именно безаккумуляторная версия. Запрятать и подключить её сможет даже полный ламер в электротехнике, и для этого не нужно уметь вскрывать обшивки салона – достаточно, воспользовавшись старым туристическим приемом, засунуть прибор в презерватив от влаги и положить его, скажем, между аккумулятором и крылом под капот! Провода – к аккумулятору напрямую, можно просто зачистить и примотать, если нет опыта подпайки контактов под болтик!

Собственно, на этом пока все! Во второй части статьи мы расскажем о том, КАК работает LBS-позиционирование – иначе говоря, реально ли найти свою машину по координатам, полученным с копеечного китайского трекера?

Источник: www.kolesa.ru