Устройство и принцип работы автомобильных GPS-навигаторов. GPS как работает? Принципы работы GPS-навигатора

(С. Бояр - Рыбацкое подворье - №2 -2005)

Принцип действия GPS-навигаторов. GPS-навигаторы для начинающих

Работая заведующим отделом в одном из магазинов, торгующим снаряжением для охотников и рыболовов Санкт-Петербурга, мне часто приходится стоять за прилавком и консультировать покупателей. Очень многие «продвинутые» рыболовы и охотники не только не пользуются навигаторами, но даже не представляют, на каком принципе основана их работа. Все дело в том, что информации по навигаторам в печати очень мало, а та, что есть, носит, в основном, рекламный характер.

Имея большой опыт общения с навигаторами, я попытаюсь наиболее доходчиво, не очень вдаваясь в сложные технические подробности, рассказать об их возможностях, наиболее популярных моделях, применении и системе GPS в целом.

Изобретение спутниковых систем навигации по своей значимости можно сравнить с изобретением мобильной связи, спутниковых телевидения и телефонии. Человек, который хоть один раз в жизни оказывался в незнакомой местности, вдали от дорог и других ориентиров, по достоинству оценит это величайшее изобретение 20 века.

Сегодня GPS - навигация становится чрезвычайно популярной среди любителей пешего, горного, водного и лыжного туризма, охотников и рыболовов, велосипедистов и многих других любителей активного отдыха. Тому, кому нужно знать, где он находится, откуда пришел, как ему добраться до нужного места, с какой скоростью он движется и когда доберется до цели - можно посоветовать воспользоваться преимуществами, предоставляемыми GPS.

Навигация, в современном своем виде, основана на таких дисциплинах, как астрономия, картография, геодезия. Работа штурмана требует множества специальных знаний, навыков работы с навигационными приборами, картами, справочниками. Недаром на судне штурман является вторым человеком после капитана. Ошибки штурмана нередко приводят к трагическим последствиям.

Основные задачи, решаемые навигацией - выбор безопасного и кратчайшего пути, определение места, скорости и направления движения, оценка точности этих определений. Со всеми этими задачами с легкостью справится грамотный пользователь спутникового навигатора, не обремененный тем огромным объемом зна­ний, необходимых профессиональному штурману в его работе.

Система GPS (Global Positioning System - всемирная система определения координат) является наиболее ярким примером конверсии, и была разработана по заказу Министерства обороны США в конце семидесятых годов 20-го столетия. В восьмидесятых годах систему GPS (официальное название - NAVSTAR - NAVigation System with Timing And Ranging - навигационная система определения времени и дальности) открыли для гражданского использования.

Система GPS работает при любых погодных условиях по всему миру 24 часа в сутки. С ее помощью можно с высокой степенью точности определять координаты и скорость подвижных объектов. За пользование услугами системы GPS не взимается ни абонентская плата, ни плата за подключение. Все, что нужно для пользования системой GPS - это приобрести GPS-приемник (спутниковый навигатор).

Система состоит из 24 спутников (на самом деле спутников больше, но некоторые из них находятся в резерве), вращающихся по б орбитам на высоте около 20 000 км с периодом обращения 12 часов, нескольких наземных станций слежения, систем связи и центрального пункта управления. Наклон орбит к земному экватору - 55 градусов, угол между плоскостями орбит - 60 градусов.

Каждый спутник весит меньше 1 т и имеет размер около 5 м (с раскрытыми солнечными батареями). Мощность радиопередатчика - не более 50 Вт. Спутники рассчитаны на работу примерно в течение 10 лет. Новые спутники изготавливаются и запускаются на орбиту по мере необходимости. Спутники GPS способны передвигаться по орбитам, заполняя бреши в системе (если один из них вышел из строя). Важным элементом спутника являются атомные часы, рубидиевые и цезиевые, по четыре на каждом.

Орбиты спутников располагаются примерно между 60 градусами северной и южной широты. Этим обеспечивается устойчивый прием сигнала от нескольких спутников повсеместно в любое время. "Увидеть"спутники можно даже на полюсах, правда, они не будут пролетать прямо над головой.

Наземная часть Системы GPS состоит из 4 станций слежения, расположенных на тропических островах. Они отслеживают видимые спутники и передают данные на Главную станцию управления и контроля на авиабазе в Колорадо-Спрингс для обработки на сложных компьютерных программных моделях. Эти наборы данных называются эфемеридами. Через наземные станции данные передаются обратно на спутники, а затем спутник передает их приемникам GPS.

Определение местоположения GPS приемника основано на измерении задержки прохождения радиосигнала от нескольких спутников и вычисления на основе этих измерений географических координат и высоты над уровнем моря.

Сигнал каждого спутника содержит псевдослучайный код (PRN - PseudoRandom Number code), эфемериды (ephimeris) и альманах (almanach).

Прежде всего, необходимо уяснить принцип работы GPS-навигатора . Приемник, встроенный в навигатор, принимает сигнал со спутника. После чего сигнал дешифруется устройством и определяется место нахождения объекта. Стоит отметить, что устройство работает практически везде, даже в массивных зданиях и пещерах.

Итак, как начать работу с навигатором. Естественно, для этого потребуется инструкция. Возьмите устройство в руки таким образом, чтобы его антенна была направлена вверх. Сегодня существуют модели, антенна которых может вращаться в любую сторону, независимо от того как лежит устройство в руке. В этом случае можно просто повернуть антенну.

Перед тем, как начать использование, не забудьте включить навигатор. На экране устройства должно появиться окно поиска спутников. Спустя некоторое время GPS-навигатор получит информацию, которая обязательно отразится на экране. Обычно такая настройка длится от одной до трех минут. Устройство определяет положение быстрее, если вы находитесь на открытом участке.

После того как навигатор готов к работе, и все данные получены, можно приступить к изучению функций. Намного удобнее изучать устройство, сверяя с инструкцией расположение элементов управления . Некоторые кнопки могут выполнять несколько функций. Конечно, вам нужно запомнить основные. Естественно, со временем вы все запомните, и инструкция при работе с навигатором уже не понадобится.

В экранном меню можно настроить вид отображаемых данных. Конечно, определенные настройки зависят от модели устройства. Конкретнее все настройки описываются в инструкции . Очень важно правильно настроить часовой пояс, задать единицы измерения расстояния, выбрать систему координат.

По мере прохождения маршрута следует периодически сверять получаемые данные, которые отображаются на дисплее. Обычно на экране устройства отображается траектория пройденного пути, координаты нахождения устройства, положение прибора и пр.

Чтобы сохранить необходимые координаты точки, нужно нажать и удержать несколько секунд соответствующую кнопку. GPS-навигатор по умолчанию сохраняет в своей памяти весь путь. Поэтому можно включить режим, позволяющий отразить обратный путь. Работа с навигатором напоминает работу с переносным карманным компьютером.

Сегодня трудно найти водителя, в автомобиле которого отсутствует электронный навигатор. Ведь атласы автомобильных дорог, топографические карты и схемы, выполненные методами полиграфии, постепенно уходят в прошлое. Их место занимают многофункциональные электронные гаджеты, пользоваться которыми, находясь за рулем транспортного средства, намного удобнее. Для таких устройств разрабатывается специальное программное обеспечение, позволяющее использовать в качестве навигатора смартфон или компактный планшет.

Одним из самых известных в России и на территории постсоветского пространства разработчиков и поставщиков лицензионного программного обеспечения в области навигационных сервисов и цифровой картографии является ЗАО «ЦНТ». Вся продукция этой компании реализуется под торговой маркой Navitel.

Среди пользователей навигационного оборудования наиболее популярна мультиплатформенная навигация Navitel Navigator, успешно работающая с операционными системами Symbian, Mobile, Android, IPhone, Bada, Windows, Windows CE, Java и iPad. Кроме подробных навигационных карт России и других стран (СНГ, Европа, Азия, Америка), программа Navitel Navigator предоставляет доступ к бесплатным навигационным сервисам Navitel:

• «Пробки»,
• «События»,
• «Динамические POI»,
• «Друзья»,
• «Погода».

Всевозрастающей популярности навигационная программа Navitel Navigator обязана быстродействию и высокой точности позиционирования. Производя большое количество математических расчетов различных геодезических параметров, программа способна вывести на дисплей не один, а несколько вариантов маршрута, предлагая водителю выбрать оптимальный.

Внимание! Благодаря своим достоинствам Navitel Navigator все чаще включается в состав штатных мультимедийных устройств, устанавливаемых непосредственно на заводах-изготовителях автомобилей.

В связи с этим компания «ЦНТ» недавно приступила к выпуску собственных навигаторов, оснащаемых навигационными программами собственной разработки.

В настоящее время линейка навигаторов Navitel включает в свой состав 6 моделей. Флагманом линейки является навигатор Navitel A737.

Установка и настройка навигатора Navitel

Несмотря на то что конструкция и функциональные возможности как навигаторов, так и их программного обеспечения постоянно совершенствуются, установка и первичная настройка навигатора Navitel остается неизменно простой. Выполнить ее может практически любой автовладелец. Для этого необходимо знать об основных особенностях такого устройства.

Установка

Устанавливается навигатор Navitel, как правило, на приборную панель или лобовое стекло автомобиля. Для этого в его комплект входит специальное крепежное устройство на присоске. При установке устройства необходимо учитывать следующие факторы:

• навигатор способен точно определить свое местонахождение, получив информацию не менее, чем от четырёх спутников. Если их количество меньше, то на дисплее появится предупреждающее сообщение «Недостаточно данных»;
• устанавливая навигатор, необходимо следить за тем, чтобы рядом не было экранирующих предметов (фольга, металлические листы и пр.). При наличии таких предметов могут быть сбои в работе устройства, несмотря на имеющуюся защиту;
• Провода, используемые для зарядки или работы навигатора от автомобильного «прикуривателя», не должны быть сильно натянуты. При этом необходимо помнить, что и большое количество свободно лежащего возле прибора провода, также нежелательно.

Настройка

Одним из основных достоинств навигаторов Navitel является простота его первоначальной настройки.

Во время первого запуска программа самостоятельно инициализируется, а затем задает несколько простых вопросов, на которые необходимо ответить нажатием соответствующих кнопок.

Завершается первоначальная настройка навигатора Navitel голосовым сообщением «Соединение со спутниками установлено».

Кроме того, можно воспользоваться кнопкой «Дополнительные настройки». В этой вкладке программы Navitel Navigator настраивают формат отображения времени и даты. Также можно включить или отключить звук.

В дальнейшем работа с навигатором не представляет никакой сложности. Все необходимые предварительные операции позиционирования выполняет при включении прибора высокоскоростной навигационный ЧИП ГЛОНАСС/GPS.

Наиболее сложной операцией считается прокладка предварительного маршрута. При этом необходимо руководствоваться всплывающими в необходимых местах подсказками.

Для настройки движения владелец навигатора Navitel должен выполнить следующие операции:

Задать конечную точку маршрута можно и другими способами, например, воспользовавшись подменю «Точки интереса» (POI), «Путевые точки», «История», «Любимые», «По координатам» или «Навител SMS».

После того как будет введен конечный пункт назначения и программа обозначит его флажком на карте, нажимаем кнопку «Поехать» и на дисплее появится проложенный маршрут.

Во время движения может возникнуть необходимость куда-нибудь заехать. При необходимости изменить маршрут необходимо просто отметить это место на карте. При этом активируются кнопки «Заехать» и «Продолжить».

Нажатие на кнопку «Заехать» вызовет изменение маршрута на карте, а последующее нажатие кнопки «Продолжить» снова выведет маршрут к конечной точке.

Во время движения изображение на карте не загромождается излишней информацией. Приводятся только самые необходимые данные.

Следуя пословице «Лучше один раз увидеть, чем 100 раз услышать» весь процесс правильной настройки маршрута движения на навигаторе Navitel можно посмотреть на небольшом видео:

Статья о том, как выбрать автонавигатор, на какие критерии прибора обратить внимание при его выборе. В конце статьи - видео ТОП 10 автомобильных навигаторов.

Содержание статьи:

Необходимость в установке автомобильных навигаторов многими водителями воспринимается не совсем однозначно. Не смотря на то, что известная полезность этих устройств в сочетании с приемлемой стоимостью говорит сама за себя, некоторые владельцы машин (особенно из маленьких городков) не осознают выгоды от наличия этого прибора в салоне автомобиля.

Чтобы преодолеть противоречия, следует не только более-менее разбираться в моделях автонавигатора, но и быть в курсе принципов его функционирования, а также уметь ориентироваться в возможностях, предлагаемых программным обеспечением.

Что такое навигатор

Главная задача навигатора – обеспечение легкого ориентирования на местности, в независимости от того, где Вы находитесь: в горах, в пустыне, в огромном мегаполисе или же путешествуете по просёлочным дорогам. Прибор определит Ваше местонахождение и покажет самый оптимальный маршрут дальнейшего передвижения.

Основные преимущества устройства

Основные преимущества навигатора:

• высокая скорость и точность обработки данных;
• высокая точность и надёжность приёма;
• высокое качество комфортности и полноты баз данных;
• высокая комфортность работы с устройством.

К примеру, наличие в навигаторе двух модулей : стандартного GPS и российского ГЛОНАСС. Совместное функционирование этих систем навигации по определению координат Вашего автомобиля обеспечит на порядок большую точность, что особенно важно для пользователей северных регионов страны.

Быстродействующий высокопроизводительный процессор . Достаточно важно, чтобы прибор не только быстро предоставлял достоверные данные, но и оперативно реагировал на изменившиеся обстоятельства пользования.

Яркий экран с высоким разрешением . Вроде бы это пустяк, однако при естественном ярком освещении оперативно и качественно передать информацию водителю может лишь такой экран.

Наличие дополнительных опций . Имеется в виду применение прибора не только в роли развлекательного мультимедийного устройства, но и его использование для просмотра видео и фотосъёмки сложившейся обстановки на дороге. К примеру, для своевременного предупреждения о появлении на пути радаров ГИБДД.

Принцип работы устройства

Правила функционирования спутниковых систем довольно просты. В надземном пространстве имеется шесть орбит, на каждой из них вращается четыре спутника, скорость которых составляет два оборота в сутки. Каждые 12,5 минут спутники передают полный пакет данных, а именно - сигналы точного времени, которые базируются на значении атомных часов. Эти сигналы и ловят приёмники, встроенные в навигаторах.

Точное расположение устройства на поверхности планеты электроника приёмника вычисляет по разнице между переданным в сигнале временем и реальным моментом приёма сигнала. Этот процесс обусловлен получением сигналов одновременно минимум от четырёх спутников.

Для принятия трансляции с каждого отдельно взятого спутника приёмник предоставляет отдельный канал, хотя чтобы одновременно поймать сигналы всех трансляторов со «своего» полушария, устройству достаточно иметь лишь 12 каналов. Но для более эффективной работы приёмника (как с прямыми, так и с отражёнными сигналами), как правило, устанавливают большее количество каналов – от 12 до 64.

Хотя максимальное число каналов не гарантирует лучшее качество устройства, тем не менее, это не последний критерий, на который следует обратить внимание, выбирая навигатор.

Время старта

Так как процесс «Холодный старт» довольно дискомфортный, при выборе прибора необходимо выяснить, насколько долго навигатор может обойтись без питания, не воспользовавшись данной процедурой. А также уточнить, не отвечает ли прибор «холодным стартом» на непредвиденные обстоятельства, вызванные перебоями в получении данных со спутников.

«Тёплый старт» - время включения устройства после отсутствия питания или краткосрочной потери сигнала. За этот период (срок которого напрямую зависит от свойств навигатора) обновляется имеющаяся информация устройства.

И наконец, одной из самых главных характеристик приёма является точность определения скорости перемещения машины и её координат , а также частота обновления данных . На качество данных показателей влияют характеристики самого устройства, в частности поддержка устройством сигналов систем WAAS (США) или EGNOS (Европейский союз).

Дисплей и процессор навигатора

Диагонали дисплея нынешнего автонавигатора варьируются от 3,5 до 7 дюймов, и практически все они поддерживают сенсорный ввод. Разрешение колеблется в более обширных границах: от 320 на 240 точек до 800 на 480 точек и выше.

Стоит заметить, что широкая диагональ не гарантирует широкую функциональность устройства. Размер и разрешение дисплея – это больше эстетическая характеристика.

Современные навигаторы несмотря на то, что имеют довольно узкую специализацию, включают в себя тот же набор технических квалификаций, что и любой современный компьютер: программную платформу, тип процессора (его частоту и объём памяти), а также набор универсальных опций.

Поэтому при выборе устройства, следует обратить внимание на частоту процессора (от которой зависит скорость расчётов и удобность работы с прибором), а также на свойства функционирования дополнительных мультимедийных опций .

Кроме того, немаловажную роль играет размер оперативной и рабочей памяти прибора . Особенно если в навигаторе отсутствует слот для флэш-карт, размер объёма последней является очень важной характеристикой, поскольку именно там будут храниться мультимедийные и картографические файлы.

Мультимедийные опции и операционная система

Как и в любом компьютере, операционная система делает возможным программное функционирование навигатора. Современные виды приборов основаны на одной из трёх платформ: Google Android версий 2.1 – 4.0.4, фирменной ОС на основе Unix-ядра и Microsoft Windows CE версий 5 или 6.

Преимущества и недостатки каждой из этих систем аналогичны достоинствам и изъянам соответствующих операционных программ, которые устанавливают на смартфонах или карманных компьютерах.

Общие опции картографии

На сегодня вариантов программ навигации очень много. Как показывает практика, лучшими из них можно назвать такие программы, как Штурман, Автоспутник и Навител.

Ещё одним важным моментом является качество карт, которые Вам предлагает прибор. Поэтому перед покупкой важно проверить устройство на точность определения маршрута. Не забывайте, что удобность поиска адреса – это одно из важнейших достоинств приобретаемого навигатора.

В нынешнем навигационном программном обеспечении предусматривается не только автоматическое обновление и загрузка новых карт, но и предоставление достоверных данных о ситуациях на дорогах (пробки, аварии и прочие). Однако для функционирования последней опции у прибора должен быть налажен вход в Интернет.

Заключение

Чтобы не быть разочарованным в покупке, необходимо максимально верно сформулировать желаемые характеристики и возможности навигатора перед его приобретением. Если Вам требуется лишь навигатор, а все другие опции не являются необходимыми, следует присмотреться к устройствам бюджетного уровня - нет смысла переплачивать за навигатор, основной функцией которого является способность рассчитывать и прокладывать оптимальный маршрут перемещения. Если Вам интересны какие-либо дополнительные опции в устройстве, следует обратить внимание на приборы более высокого ценового диапазона.

Топ 10 автонавигаторов - в видео:

Практически каждый современный телефон уже имеет встроенный модуль GPS -приемника, с помощью которого имеется возможность достаточно точно определить свое местоположение на планете Земля. Для работы и точного определения местоположения GPS не требуется интернет и вышки мобильных сетей. Система может работать даже посреди пустыни вдалеке от цивилизации. Мы знаем, что это возможно благодаря спутникам, - но как именно это работает?

Основой системы GPS являются навигационные спутники, движущиеся вокруг Земли по 6 круговым орбитальным траекториям (по 4 спутника в каждой), на высоте 20180 км. Спутники GPS обращаются вокруг Земли за 12 часов, их вес на орбите составляет около 840 кг, размеры – 1.52 м. в ширину и 5.33 м. в длину, включая солнечные панели, вырабатывающие мощность 800 Ватт.

24 спутника обеспечивают 100 % работоспособность системы навигации GPS в любой точке земного шара. Максимальное возможное число одновременно работающих спутников в системе NAVSTAR ограничено числом 37. Практически всегда на орбите находится 32 спутника, 24 основных и 8 резервных на случай сбоев.

Поскольку известно, что каждый из спутников делает по два оборота вокруг планеты за сутки, то становиться нетрудно вычислить, что скорость их движения составляет приблизительно 14 000 км/ч. Само расположение спутников, так же как и наклон их орбит, отнюдь не случайно: они расположены так, чтобы из любой открытой точки планеты было видно хотя бы четыре спутника - именно таково минимальное количество, необходимое для определения местоположения объекта на Земле. Почему именно четыре и как это работает?

Чтобы измерить какое-то очень длинное расстояние, мы можем послать сигнал и замерить время, за которое он достигнет нужной точки либо отразится от нее и дойдет до нас снова (главное при этом точно знать скорость движения сигнала). Во втором случае время придется делить на два, поскольку сигнал прошел удвоенное расстояние. Этот способ носит название эхолокация, и спектр его применения весьма широк: начиная от изучения формы морского дна (здесь сигналом выступает ультразвук) и заканчивая радарами (сигнал - электромагнитные волны).

Проблема в том, что при использовании этого способа мы должны заранее знать, где находится приемник. В случае с системой GPS приемником сигнала являетесь именно вы, стоящий на Земле. Спутник не имеет никакого представления о вашем местоположении, он не знает, где вы, и никогда не узнает, поэтому отправляет сигнал сразу на всю поверхность планеты под ним. В этом сигнале он кодирует информацию о том, где расположен сам, а также в какое время по его собственным часам сигнал был отправлен, и на этом его работа заканчивается.

GPS -модуль у вас в руках получил координаты спутника и информацию о времени отправки сигнала. Программа в вашем телефоне умножает скорость распространения сигнала (то есть скорость света) на разницу между временем получения и временем отправки, высчитывая таким образом расстояние до каждого спутника. Если бы часы модуля были в точности синхронизированы с часами всех сателлитов, то понадобилось бы еще два спутника, чтобы определить местоположение с помощью так называемой триангуляции.

Чтобы понять принцип действия триангуляции, давайте на секунду перейдем в двухмерное пространство. Представьте себе две точки на плоскости, расположенные на известном расстоянии друг от друга, допустим 5 метров. Вы также знаете, что какая-то новая точка находится, в свою очередь, на известных расстояниях от первых двух - например 3 и 4 метра соответственно. Чтобы найти эту новую точку, вы можете провести две окружности с радиусами 3 и 4 метра и центрами в первой и второй точках соответственно. Две полученные окружности пересекутся ровно в двух точках, одна из которых и будет искомой.

Вернемся в трехмерное пространство. Теперь нам уже нужны три опорные точки, которыми являются наши спутники, и «чертить» вокруг них мы будем не окружности, а сферы. Все три сферы сразу в общем случае будут иметь две точки пересечения, но одна из них находится «над» местом расположения спутников, очень высоко в космосе - она нам явно не нужна. А вот вторая - это как раз ваше местоположение.

Для измерения местоположения в пространстве необходимо знать точное время и иметь точный инструмент для его измерения.

Реальная задача осложняется тем обстоятельством, что время на часах вашего телефона не совпадает с тем, что показывают часы спутников, и ваши часы являются на несколько порядков менее точными. Вообще говоря, время создает несколько дополнительных сложностей в решении этой проблемы. Так, например, спутники подвержены эффектам релятивистского и гравитационного искажения времени. На самом деле скорость хода часов, согласно теории относительности, зависит в том числе от силы гравитации в той точке, где эти часы расположены, а также от скорости их движения.

На высоте 20 000 километров над Землей гравитация достаточно слаба, а спутники летают, как мы уже разобрались, довольно быстро. Из-за суммы этих эффектов часы приходится корректировать в общей сложности на 38 миллисекунд за сутки. Если кажется, что это мало, напомню, что электромагнитный сигнал, движущийся со скоростью света, пройдет за это время приблизительно 11 000 км - примерно такой и может быть погрешность при определении координат.

Вторая проблема - точность самих часов. При указанных скоростях сигналов каждая миллионная доля секунды, измеренная с погрешностью, может спровоцировать большие ошибки. Из-за этого спутники старого формата позволяют определить местоположение не очень точно и могут «обмануть» на целых 10 метров. Начиная с 2010-го на замену старым запускают новые спутники, оснащенные атомными часами, и их погрешность уменьшилась до 1 метра.

Другой путь решения проблемы - специальные наземные станции коррекции. Они используются на территории некоторых стран и принцип их работы таков: принимая данные о расположении того или иного объекта, они корректируют их, и в результате пользователь гаджета получает более достоверную информацию о собственном местоположении.

Чем больше источников сигнала, тем точнее результат измерения, вот почему в мегаполисе ориентироваться по навигатору будет проще, чем в пустыне.

Однако атомные часы – устройство громоздкое и дорогостоящее, поэтому, чтобы решить проблему времени приемника, нужен еще один спутник. Он тоже передает информацию о своем местоположении и моменте отправки сигнала. И теперь наше пространство становится не трех-, а четырехмерным. Неизвестными являются широта, долгота, высота и время приемника в момент отправки сигналов. Положение в этих четырех измерениях нам и нужно определить, для чего по аналогии с двухмерным и трехмерным пространствами нам нужны именно четыре спутника.

Конечно же, в реальности хорошо, когда удается «поймать» сигнал от большего числа источников, и в крупных городах и населенных районах с этим проблемы нет: можно легко увидеть одновременно десяток сателлитов, которые обеспечат достаточно высокую для бытового использования точность.

Однако начальный поиск спутников тоже не самая простая задача. В старых аппаратах устройству могло потребоваться немало времени, вплоть до нескольких минут, чтобы уловить и разобрать сигнал от нужного числа космических объектов. Тогда это называлось «холодный старт», и для того, чтобы ускорить процесс, придумали получать данные о текущем местоположении небесных тел из интернета. Но при перемещении приемника на большое расстояние (десятки километров) или при очень долгом бездействии «холодный старт» приходилось производить заново. В современных устройствах модуль периодически включается сам, обновляя информацию, поэтому подобной проблемы больше нет.

Кстати говоря, до 2000 года точность для гражданских лиц была искусственно занижена, и узнать свое местоположение позволялось не ближе, чем в 100 метрах от реального. Поскольку GPS создавалась, финансируется и поддерживается министерством обороны США , военные хотели иметь определенное преимущество. С развитием и все более активным внедрением технологии в жизнь гражданского населения это искусственное ограничение было убрано.

Спутник не получает данных ни о каких GPS -устройствах на поверхности Земли и в воздушном пространстве, поэтому услуга бесплатная. Мы просто не сможем узнать, кто конкретно ей пользуется. Выходит, рецепт решения общечеловеческой проблемы под кодовым названием «А где я нахожусь?» чрезвычайно прост: односторонняя связь и нехитрые математические расчеты.

Сегодня область применения системы глобального позиционирования GPS достаточно обширна. Всё чаще GPS -приемники встраивают в мобильные телефоны и коммуникаторы, в автомобили, часы и даже в собачьи ошейники. Люди привыкают к такому благу как GPS навигация, и пройдет совсем немного времени как они уже не смогут обойтись без нее. Именно поэтому стоит сказать пару слов о недостатках GPS .

Недостатками GPS навигации является то, что при определенных условиях сигнал может не доходить до GPS -приемника, поэтому практически невозможно определить свое точное местонахождение в глубине квартиры внутри железобетонного здания, в подвале или в тоннеле.

Рабочая частота GPS находится в дециметровом диапазоне радиоволн, поэтому уровень приема сигнала от спутников может ухудшиться под плотной листвой деревьев, в районах с плотной городской застройкой или из-за большой облачности, а это скажется на точности позиционирования.

Магнитные бури и наземные радиоисточники тоже способны помешать нормальному приему сигналов GPS .

Карты, предназначенные для GPS навигации, быстро устаревают и могут быть не точными, поэтому нужно верить не только данным GPS -приемника, но и своим собственным глазам.

Особенно стоит отметить, что работа глобальной системы навигации GPS полностью зависима от министерства обороны США и нельзя быть уверенным, что в любой момент времени США не включит помеху (SA – selective availability) или вообще полностью отключит гражданский сектор GPS как в отдельно взятом регионе, так и вообще. Прецеденты уже были.

У системы GPS есть менее популярная и известная альтернатива в виде навигационных систем ГЛОНАСС (Россия) и Galileo (ЕС), и каждая из этих систем стремится получить широкое распространение.