ВЫ ДОСТИГЛИ ТОЧКИ НАЗНАЧЕНИЯ  ну как так?

Сегодня в рубрике #вопросученному мы поговорим про спутниковые навигационные технологии. 

Сегодня много сфер, в которых используют услуги спутниковой навигации. Наиболее актуальным остаётся применение навигационных технологий в транспортной отрасли, включая морское и речное судоходство, воздушный  и наземный транспорт.

По данным экспертов, порядка 80% навигационного оборудования применяется на автомобильном транспорте.

Данные технологии широко применяются для персональной навигации. Речь идет о мониторинге здоровья и устройствах для фитнеса. 

Также индивидуальный спутниковый трекер может помочь родителям в режиме онлайн отслеживать местонахождение своего ребёнка с целью контроля его безопасности.

Использование навигационных-технологий способствовало появлению совершенно новых видов спорта и активного отдыха.

геокэшинг — туристическая игра с применением спутниковых навигационных систем, смысл которой в нахождении тайников, спрятанных другими участниками игры.

геотэгинг — гонка по пересеченной местности по заранее определенным спутниковым координатам.

Сегодня команда #КтоПоверит подготовила пост про спутниковую навигационную систему. мы расскажем:

как работает навигатор? насколько точно он определяет наше местоположение?

как навигатор отслеживает «пробки» на дорогах?

СПУТНИКОВАЯ НАВИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА

С древнейших времен люди пытались определить свое местоположение по положению небесных светил.
В Северной полушарии направление на географический север можно узнать по положению на небосклоне Полярной звезды, а по положению Солнца в полдень - направление на географический юг.

К нашему счастью, сейчас мы повсеместно пользуемся спутниковыми системами навигации.

Принцип работы спутниковых систем навигации

Он основан на вычислении расстояния от приемника на объекте до спутника по временной задержке распространения радиосигнала от спутника к приемнику. Другими словами, чтобы измерить расстояние, надо умножить скорость распространения сигнала на время его прохождения до приемника.

Но расстояния недостаточно.
Надо знать местоположение приемника в пространстве.

Прежде всего надо знать координаты спутников, положение которых должно быть известно с большой точностью. Таблица положений всех спутников называется альманахом, и загружена в память каждого приемника.

Метод трилатерации

По информации от одного спутника, мы знаем что приемник расположен на сфере с радиусом R1, по сигналу со второго - на радиусе R2, но этой информации мало. Нужен сигнал от третьего спутника, чтобы на пересечении трех сфер определить местоположение приемника.

Метод вычисления положения объекта по измерению его удаленности от точек с заданными координатами называется трилатерацией.

Теоретически для трехмерной навигации достаточно знать расстояния от приемника до трех спутников.

Но в реальном мире существуют погрешности, или неопределенности измерений, поэтому необходимо получать информацию от четырех и более спутников.

Прежде всего, точность зависит от определения координат всех спутников.

Для определения координат существует наземный комплекс, состоящий из наземных станций слежения и центра управления.

Второй источник ошибок - погрешность определения скорости распространения радиосигнала, которая отличается от скорости света и зависит от состояния атмосферы.
Третья неопределенность - в измерении точного времени прохождения сигнала.

Каждый спутник излучает сигналы точного времени от бортовых высокоточных атомных часов, синхронизированных с всемирным координированным временем.

Чем точнее часы, тем точнее система навигации

При работе спутникового приемника его часы также синхронизируются с системным временем по сигналам со спутников, что позволяет определять задержку между временем излучения, содержащимся в самом сигнале, и временем приема сигнала. Чем точнее часы, тем точнее система навигации.

Метод дифференциальной коррекции

Качественно уменьшить ошибку, до нескольких сантиметров, в измерении координат позволяет метод дифференциальной коррекции.

Метод заключается в использовании двух приемников - один находится неподвижно в точке с известными координатами и называется «базовым», второй - обычный мобильный.
Данные, полученные базовым приемником, используются для коррекции информации, собранной передвижным устройством.

Повысить точность позиционирования можно путем использования в приемниках сигналов от различных навигационных систем.

В настоящее время на территории России удовлетворительно работают система ГЛОНАСС (Россия) и GPS (США).

Точность определения координат в системе GPS составляет 2-3 метра, при совместном использовании GPS и ГЛОНАСС - меньше 2 метров, а с применением российской системы дифференциальной коррекции и мониторинга (СДКМ) меньше 1-го метра.

Конечно наши бытовые компактные приемники имеют гораздо менее точные показатели, но они «умеют» использовать другую информацию для уточнения своего местоположения.

Как работают современные «навигаторы»

Навигатор с мобильным интернетом
Такие устройства могут работать и без интернета, но с меньшей точностью позиционирования и без дополнительных сервисов, например - функции определения «пробок» на дорогах.

Обычный навигатор состоит из мобильного устройства - приемника, будем называть его гаджетом, и программного приложения интернет-сервиса.

Гаджет определяет свою географическую координату по информации от четырех источников - приемники спутниковых систем ГЛОНАСС и GPS, данных базовых станций сотовой сети и Wi-Fi. Как только координаты определены, дальше программа может по встроенным картам построить маршрут.

Как навигатор определяет «пробки»

Когда мы пользуемся навигатором с интернетом, он передает анонимную информацию о своем местонахождении на сервер интернет-сервиса. Дальше программа по скорости передвижения «навигаторов» на определенных дорогах вычисляет степень загруженности, то есть «пробки».

Здесь также используются сложнейшие алгоритмы, например разделение автомобилей и пешеходов, учет ДТП и текущих «разговорчиков» пользователей, прогнозирование «пробок» по ситуации на дорогах в этот день в прошлые недели и другие.

Все сервисы, и Яндекс, и Google, и другие утверждают, что никаким образом не корректируют текущую информацию на дорогах с целью перенаправить потоки машин с какой-либо целью. Зря мы на них ругаемся!