Windows.  Virus.  Bärbara datorer.  Internet.  Kontor.  Verktyg.  Förare

Artikel om GLONASS och GPS-system: egenskaper hos satellitsystem, deras funktioner och jämförande analys. I slutet av artikeln finns en video om principerna för drift av GPS och GLONASS.

Nu är inflytandesfärerna uppdelade mellan ryska GLONASS, amerikanska GPS (Global Positioning System) och kinesiska BeiDou, som successivt tar fart. Valet av ett system för din egen bil kan bestämmas av patriotiska motiv, eller så kan det baseras på en kompetent avvägning av fördelar och nackdelar med denna utveckling.

Grunderna i satellitkommunikation


Syftet med varje satellitsystem är att bestämma den exakta platsen för ett objekt. I samband med en bil utförs denna uppgift genom en speciell anordning som hjälper till att fastställa koordinater på marken, känd som en navigator.

Satelliter som interagerar med ett visst navigationssystem skickar det personliga signaler som skiljer sig från varandra. För att tydligt bestämma rumsliga koordinater behöver navigatorn endast information från 4 satelliter. Detta är alltså inte en enkel bilpryl, utan ett av delarna i en komplex rymdpositioneringsmekanism.

När bilen rör sig ändras koordinaterna hela tiden. Därför är navigationssystemet utformat så att det med vissa regelbundna intervall uppdaterar mottagna data och räknar om avståndet.


Fördelen med moderna system är att de har förmågan att komma ihåg satellitlayouten även när de är avstängda. Detta ökar enhetens effektivitet avsevärt när det inte finns något behov av att återfinna satellitens omloppsbana varje gång. För bilister som regelbundet kommer åt navigatorn har utvecklarna tillhandahållit en "hot start" -funktion - den snabbaste möjliga anslutningen mellan enheten och satelliten. Om du sällan använder navigatorn kommer starten att vara "kall", det vill säga i det här fallet kommer anslutningen till satelliten att ta längre tid, från 10 till 20 minuter.

Skapande av system


Även om den första jordsatelliten var en sovjetisk utveckling, var det Amerikansk GPS. Forskare har märkt förändringar i satellitsignaler beroende på dess rörelse i omloppsbana. Sedan tänkte de på en metod för att beräkna inte bara koordinaterna för själva satelliten, utan också de jordiska föremål som är fästa vid den.

1964 togs ett exklusivt militärt navigationssystem vid namn TRANZIT i drift, vilket blev världens första utveckling av denna nivå. Det underlättade lanseringen av missiler från ubåtar, men beräknade noggrannheten för objektets plats endast på ett avstånd av 50 meter. Dessutom måste detta föremål förbli helt orörligt.

Det blev klart att den första och vid den tiden enda navigatören i världen inte kunde klara av uppgiften att ständigt bestämma koordinater. Detta berodde på det faktum att när satelliten passerade i låg omloppsbana kunde den bara skicka signaler till jorden i en timme.

Nästa, moderniserade version dök upp tre år senare, tillsammans med den nya satelliten Timation-1 och dess bror Timation-2. Tillsammans steg de till en högre omloppsbana och slogs samman till ett enda system som heter Navstar. Det började som en militär utveckling, men sedan togs beslutet att göra den offentligt tillgänglig för civilbefolkningens behov.

Detta system är fortfarande i drift, med 32 satelliter i sin arsenal, vilket ger fullständig täckning av jorden. Ytterligare 8 enheter är reserverade för någon oförutsedd händelse. Satelliterna rör sig på ett betydande avstånd från planeten i flera omloppsbanor och fullbordar sin revolution på nästan ett dygn.

Över inhemskt GLONASS-system började arbeta redan i unionens dagar - en mäktig makt med enastående vetenskapliga sinnen. Uppskjutningen av en konstgjord satellit i omloppsbana lanserade designarbetet för positioneringssystemet.


Den första sovjetiska satelliten, född 1967, var tänkt att vara den enda som räckte till för att beräkna koordinater. Men snart dök ett helt system utrustat med radiosändare upp i rymden, känt för befolkningen som Cicadan, militären kallade det cyklonen. Dess uppgift var att identifiera föremål i nöd, vilket det gjorde fram till GLONASSs tillkomst 1982.

Sovjetunionen förstördes, landet var i svåra svårigheter och kunde inte hitta reserver för att få det högteknologiska systemet att förverkligas. Hela systemet omfattade 24 satelliter, men på grund av ekonomiska svårigheter fungerade nästan hälften av dem inte. Därför, på den tiden, på 90-talet, kunde GLONASS inte ens komma i närheten av att konkurrera med GPS.

Idag har ryska utvecklare för avsikt att komma ikapp och köra om sina amerikanska kollegor, vilket redan bekräftar den snabbare revolutionen av våra satelliter runt jorden. Även om det ryska satellitsystemet historiskt sett har släpat betydligt efter det amerikanska, minskar detta gap från år till år.

Fördelar och nackdelar


På vilken nivå är båda systemen nu? Vilken bör den genomsnittliga personen föredra för sina vardagliga sysslor?

I stort sett bryr sig många medborgare inte vilken typ av satellitnavigering deras utrustning använder. De är båda tillgängliga utan restriktioner eller avgifter för hela civilbefolkningen, inklusive för användning i bilar. Om vi ​​ser ur teknisk synvinkel har det svenska satellitföretaget officiellt tillkännagett fördelarna med GLONASS, som fungerar mycket bättre på nordliga breddgrader.

GPS-satelliter visas praktiskt taget inte norr om den 55:e breddgraden, och på södra halvklotet, följaktligen, längre söderut. Medan GLONASS-satelliter med en lutningsvinkel på 65 grader och en höjd av 19,4 tusen km levererar utmärkta, stabila signaler till Moskva, Norge och Sverige, vilket är så uppskattat av utländska experter.

Även om båda systemen har stort antal satelliter i alla omloppsplan, andra experter ger fortfarande handflatan till GPS. Även med ett aktivt förbättringsprogram ryska systemetjust nu Amerikaner har 27 satelliter mot 24 ryska, vilket ger större klarhet till deras signaler.

Tillförlitligheten för GLONASS-signaler är 2,8 m jämfört med 1,8 m för GPS. Denna siffra är dock ganska genomsnittlig, eftersom satelliter kan placeras i omloppsbana på ett sådant sätt att felfrekvensen ökar flera gånger. Dessutom kan en sådan situation drabba båda satellitsystem.

Av denna anledning försöker tillverkarna att utrusta sina enheter med dubbelsystemsnavigering som tar emot signaler från både GPS och GLONASS.

En viktig roll spelas av kvaliteten på markutrustning som tar emot och dekrypterar mottagna data.


Om vi ​​talar om de identifierade bristerna i båda navigationssystemen kan de fördelas enligt följande:

GLONASS:

  • ändring av himmelska koordinater (ephemerider) leder till felaktighet vid bestämning av koordinater, och når 30 meter;
  • ganska frekvent, om än kortvarigt, avbrott av signalen;
  • påtaglig påverkan av relieffunktioner på klarheten i de erhållna uppgifterna.
GPS:
  • ta emot en felaktig signal på grund av flervägsinterferens och atmosfärisk instabilitet;
  • en betydande skillnad mellan den civila versionen av systemet, som har för begränsad kapacitet jämfört med militär utveckling.

Två-system


Totalt snurrar mer än fem dussin satelliter från båda världsmakterna konstant i omloppsbana. Som redan nämnts, för att få tillförlitliga koordinater, räcker det med en bra "vy" av 4 satelliter. På plan mark, i stäppen eller på ett fält kommer vilken mottagare som helst att kunna upptäcka upp till ett dussin signaler samtidigt, medan i ett skogs- eller bergsområde försvinner anslutningen snabbt.

Därför är designernas mål att säkerställa att varje mottagande enhet kan kommunicera med så många satelliter som möjligt. Detta återgår till idén om att kombinera GLONASS och GPS, som redan praktiseras i Amerika för räddningstjänster. Oavsett hur relationerna mellan stater utvecklas kommer mänskligt liv först, och ett chip med dubbla system kommer att bestämma platsen för en person i problem med större hastighet och klarhet.

En sådan syntes kommer också att rädda bilister från oförmågan att hitta rätt i okända områden på grund av att navigatorn är för långsam för att upprätta en förbindelse och tar för lång tid att bearbeta information. Anledningen till detta är förlusten av en satellit på grund av banala störningar: en hög byggnad, en överfart eller till och med en stor lastbil i grannskapet. Men om bilnavigatorn är utrustad med ett chip med dubbla system, kommer sannolikheten att den fryser att minska avsevärt.

När denna praxis blir utbredd kommer navigatören inte att bry sig om systemets ursprungsland, eftersom det kommer att kunna spåra upp till 40 satelliter samtidigt, vilket ger en fantastiskt exakt platsbestämning.

Video om principerna för drift av GPS och GLONASS:

Speciellt fel

Huvudorsaken GPS-datafel är inte längre ett problem. Den 2 maj 2000, klockan 05:05 (MEZ), stängdes det så kallade Special Error (SA) av. Ett speciellt fel är en konstgjord tidsförfalskning i L1-signalen som sänds av satelliten. För civila GPS-mottagare ledde detta fel till mindre exakt bestämning av koordinater. (fel på cirka 50 m inom några minuter).

Dessutom sändes mottagna data med mindre noggrannhet, vilket betyder att satellitens sända position inte var korrekt. Det finns alltså inom några timmar en inexakthet på 50-150 m i positionsdata. Under de dagar då specialfelet var aktivt hade civila GPS-enheter en inexakthet på cirka 10 meter, och idag är den 20 eller oftast ännu mindre. Att stänga av provtagningsfel förbättrade huvudsakligen noggrannheten i höjddata.

Anledningen till det speciella felet var säkerheten. Terrorister ska till exempel inte kunna upptäcka viktiga byggarbetsplatser med hjälp av fjärrstyrda vapen. Under det första Gulfkriget 1990 var specialfelet delvis inaktiverat eftersom... Amerikanska trupper saknade militära GPS-mottagare. 10 000 civila GPS-enheter (Magellan och Trimble) köptes in, vilket gjorde det möjligt att fritt och exakt navigera i ökenterräng. Specialfelet har avaktiverats på grund av utbredd användning

GPS-system

över hela världen. De följande två graferna visar hur noggrannheten för att bestämma koordinater har förändrats efter att det speciella felet stängts av. Längden på gränsen för diagrammen är 200 meter, data erhölls den 1 maj 2000 och 3 maj 2000, inom en period av 24 timmar vardera. Medan koordinater med ett speciellt fel ligger inom en radie av 45 meter, utan det är 95 procent av alla punkter inom en radie av 6,3 meter.

"Geometri av satelliter"

Om två satelliter är i den bästa positionen i förhållande till mottagaren är vinkeln mellan mottagaren och satelliterna 90 grader. Signalens restid kan inte vara helt säker, som diskuterats tidigare. Därför är möjliga positioner markerade med svarta cirklar. Skärningspunkten (A) för de två cirklarna är ganska liten och indikeras av ett blått kvadratiskt fält, vilket betyder att de bestämda koordinaterna blir ganska exakta.

Om satelliterna är placerade nästan i en linje i förhållande till mottagaren kommer vi, som du kan se, att få ett större område vid hårkorset, och därför mindre noggrannhet.

Satelliternas geometri beror också mycket på höga bilar eller om du använder instrumentet i en bil. Om någon av signalerna blockeras kommer de återstående satelliterna att försöka fastställa koordinaterna, om detta överhuvudtaget är möjligt. Detta kan ofta hända i byggnader när du är nära fönster. Om platsbestämning är möjlig kommer den i de flesta fall inte att vara korrekt. Ju mer del av himlen som blockeras av något föremål, desto svårare blir det att bestämma koordinaterna.

De flesta GPS-mottagare visar inte bara antalet "fångade" satelliter utan också deras position på himlen. Detta gör det möjligt för användaren att bedöma om en viss satellit skyms av ett objekt och om data kommer att bli felaktiga när de rör sig bara ett par meter.

Tillverkare av de flesta instrument tillhandahåller sin egen formulering av noggrannheten hos de uppmätta värdena, vilket främst beror på olika faktorer. (som tillverkaren drar sig för att prata om).

DOP-värden (Dilution of Precision) används främst för att bestämma kvaliteten på satellitgeometri. Beroende på vilka faktorer som används för att beräkna DOP-värden är olika alternativ möjliga:

  • GDOP(Geometrisk utspädning av precision); Full precision; 3D-koordinater och tid
  • PDOP(Positionell utspädning av precision) ; Positionsnoggrannhet; 3D-koordinater
  • HDOP(Horisontell utspädning av precision); Horisontell noggrannhet; 2D-koordinater
  • VDOP(Vertikal utspädning av precision); Vertikal noggrannhet; höjd
  • TDOP(Time Dilution Of Precision); temporal precision; tid

HDOP-värden under 4 är bra, över 8 är dåliga. HDOP-värdena blir sämre om de "fångade" satelliterna står högt på himlen ovanför mottagaren. Å andra sidan blir VDOP-värden sämre ju närmare satelliterna är horisonten, och PDOP-värden är bra när det finns satelliter direkt ovanför och ytterligare tre utspridda vid horisonten. För korrekt platsbestämning GDOP-värdet bör inte vara mindre än 5. PDOP-, HDOP- och VDOP-värdena är en del av NMEA-data för GPGSA.

Satelliternas geometri orsakar inte fel i positionsbestämning, som kan mätas i meter. Faktum är att DOP-värdet förstärker andra felaktigheter.

Höga DOP-värden ökar andra fel mer än låga DOP-värden.

Felet som uppstår vid positionsbestämningen på grund av satelliternas geometri beror också på på vilken latitud mottagaren befinner sig. Detta visas i diagrammen nedan. Diagrammet till vänster visar höjdosäkerheten (kurvan visas med ett speciellt fel i början) som registrerades i Wuhan (Kina). Wuhan ligger på 30,5° nordlig latitud och är den bästa platsen där satellitkonstellationen alltid är perfekt. Diagrammet till höger visar samma registrerade intervall taget vid Kasei station i Antarktis (latitud 66,3°S). På grund av den mindre än idealiska konstellationen av satelliter på denna latitud, inträffade mer allvarliga fel då och då. Dessutom uppstår felet på grund av atmosfärens påverkan - ju närmare polerna, desto större är felet.

Satellitbanor Även om satelliterna befinner sig i ganska väldefinierade banor, är små avvikelser från banorna fortfarande möjliga på grund av gravitationen. Solen och månen har liten inverkan på banorna.

Bandata justeras och korrigeras ständigt och skickas regelbundet till mottagaren i det empiriska minnet. Därför påverkan på noggrannheten

platsbestämningen är ganska liten och om ett fel uppstår är det inte mer än 2 meter.

Effekter av signalreflektioner

En annan källa till inexakthet är en minskning av hastigheten för signalutbredning i troposfären och jonosfären. Hastigheten för signalutbredning i yttre rymden är lika med ljusets hastighet, men i jonosfären och troposfären är den mindre. I atmosfären på en höjd av 80 - 400 km skapar solens energi ett stort antal positivt laddade joner. Elektroner och joner är koncentrerade i jonosfärens fyra ledande skikt (D-, E-, F1- och F2-skikt).
Dessa lager bryter elektromagnetiska vågor som kommer från satelliter, vilket ökar signalernas färdtid. I grund och botten korrigeras dessa fel av mottagarens beräkningsåtgärder. Olika hastighetsalternativ vid passage genom jonosfären för låga och höga frekvenser är välkända för normala förhållanden. Dessa värden används vid beräkning av platskoordinater. Civila mottagare kan dock inte justera sig för oväntade förändringar i signalpassage, som kan orsakas av starka solvindar.

Det är känt att under jonosfärens passage saktar elektromagnetiska vågor ner i omvänd proportion till området för deras frekvens (1/f2). Detta innebär att lågfrekventa elektromagnetiska vågor saktar ner snabbare än högfrekventa elektromagnetiska vågor. Om de hög- och lågfrekventa signalerna som nådde mottagaren gjorde det möjligt att analysera skillnaden i deras ankomsttider, skulle tiden för passage genom jonosfären också beräknas. Militära GPS-mottagare använder signaler med två frekvenser (L1 och L2), som beter sig olika i jonosfären, och detta eliminerar ytterligare ett fel i beräkningarna.

Troposfärens påverkan är nästa anledning till att signalens färdtid ökar på grund av brytning. Orsakerna till brytningen är olika koncentrationer av vattenånga i troposfären, beroende på vädret. Detta fel är inte lika stort som det fel som uppstår när man passerar genom jonosfären, men det kan inte elimineras genom beräkning. För att rätta till detta fel används en ungefärlig korrigering i beräkningen.

De följande två graferna visar det jonosfäriska felet.

Data som visas till vänster erhölls med en enkelfrekvensmottagare, som inte kan korrigera för jonosfäriska fel. Grafen till höger erhölls med en dubbelfrekvensmottagare som kan korrigera för jonosfäriska fel. Båda diagrammen har ungefär samma skala (Vänster: Latitud -15m till +10m, Longitud -10m till +20m. Höger: Latitud -12m till +8m, Longitud -10m till +20m). Den högra grafen visar högre noggrannhet.

Med hjälp av WAAS och EGNOS kan du sätta upp "kartor" över väderförhållanden över olika regioner. Den korrigerade datan skickas till mottagaren och förbättrar noggrannheten avsevärt.

Klockfel och avrundningsfel

Även om mottagartiden är synkroniserad med satellittiden under positionsbestämningen, finns det fortfarande en tidsoexakthet, vilket leder till ett 2m fel i positionsbestämningen. Avrundnings- och mottagarberäkningsfel har ett fel på cirka 1m.

Relativistiska effekter

Detta avsnitt ger inte en fullständig förklaring av relativitetsteorin. I vardagen är vi inte medvetna om betydelsen av relativitetsteorin. Denna teori påverkar dock många processer, inklusive GPS-systemets korrekta funktion. Denna påverkan kommer att förklaras kort nedan.

Som vi vet är tid en av huvudfaktorerna i GPS-navigering och bör vara lika med 20-30 nanosekunder för att säkerställa den nödvändiga noggrannheten. Därför är det nödvändigt att ta hänsyn till satelliternas hastighet (ungefär 12 000 km/h) Alla som någonsin har stött på relativitetsteorin vet att tiden går långsammare när höga hastigheter

I allmänhet verkar klockorna på satelliterna gå lite snabbare. Tidsavvikelsen för en observatör på jorden skulle vara 38 mikrosekunder per dag och skulle resultera i ett totalt fel på 10 km per dag. För att undvika detta misstag finns det ingen anledning att ständigt göra justeringar. Klockfrekvensen på satelliterna sattes till 10,229999995453 MHz istället för 10,23 MHz, men datan används som om den hade en standardfrekvens på 10,23 MHz. Detta trick löste problemet med den relativistiska effekten en gång för alla.

Men det finns en annan relativistisk effekt som inte tas med i beräkningen när man bestämmer plats med hjälp av GPS-systemet. Detta är den så kallade Sagnak-effekten och orsakas av att observatören på jordens yta också hela tiden rör sig med en hastighet av 500 m/s (hastighet vid ekvatorn) på grund av att planeten roterar. Men inverkan av denna effekt är liten och dess justering är svår att beräkna, eftersom beror på rörelseriktningen. Därför beaktas denna effekt endast i speciella fall.

GPS-systemfel visas i följande tabell. Partiella värden är inte konstanta värden, utan är föremål för skillnader. Alla siffror är ungefärliga värden.


Föreläsning om mobila enheters anatomiV. Navigering (GPS, GLONASS, etc.) i smartphones och surfplattor. Källor till fel. Testmetoder.

Fram till nyligen var det möjligt att köpa enheter som kallas "Navigatorer" i detaljhandelskedjor. Huvudfunktion Prestanda för dessa enheter motsvarade helt deras namn, och de fungerade vanligtvis bra.

På den tiden var praktiskt taget det enda normalt fungerande navigationssystemet i världen det amerikanska GPS-systemet (Global Positioning System), och det räckte för alla behov. Egentligen var orden "navigering" (navigator) och GPS synonyma på den tiden.

Allt förändrades när tillverkare av handdatorer (handdatorer), och sedan smartphones och surfplattor, började bygga in navigeringsstöd i sina enheter. Fysiskt implementerades det i form av inbyggda mottagare av navigationssignaler. Ibland kunde navigeringsstöd hittas även i tryckknappstelefoner.

Från det ögonblicket förändrades allt. Navigatorer, som separata enheter, har nästan försvunnit från både produktion och försäljning. Konsumenter har gått över till att använda smartphones och surfplattor som navigatorer.
Under tiden togs ytterligare två navigationssystem i drift framgångsrikt - det ryska GLONASS och kinesiska Beidou(Beidou, BDS).

Men det betyder inte att kvaliteten på navigeringen har förbättrats. Navigationsfunktionen i dessa enheter (smarttelefoner och surfplattor) har inte längre blivit den huvudsakliga, utan en av många.

Som ett resultat började många användare märka att inte alla smartphones är "lika användbara" för navigeringsändamål.

Det är här vi kommer till problemet med att identifiera källorna till fel i navigering, inklusive frågan om vilken roll enhetstillverkarna spelar i denna fråga. Sorgligt men sant.

Men innan vi skyller på tillverkarna för alla deras synder, låt oss först titta på källorna till fel i navigeringen. För producenter, som vi kommer att få reda på senare, är inte skyldiga till alla synder, utan bara hälften. :)

Navigationsfel kan delas in i två huvudklasser: orsakade av orsaker utanför navigationsenheten, och interna.

Låt oss börja med yttre skäl. De uppstår främst på grund av ojämnheten i atmosfären och det naturliga tekniska felet hos mätinstrument.

Deras ungefärliga bidrag är:

Signalbrytning i jonosfären ± 5 meter;
- Satellitomloppsfluktuationer ± 2,5 meter;
- Satellitklockfel ± 2 meter;
- Troposfäriska ojämnheter ± 0,5 meter;
- Inverkan av reflektioner från föremål± 1 meter;
- Mätfel i mottagaren ± 1 meter.

Dessa fel har ett slumpmässigt tecken och riktning, så det slutliga felet beräknas i enlighet med sannolikhetsteorin som roten till kvadratsumman och är 6,12 meter. Det betyder inte att felet alltid kommer att vara så här. Det beror på antalet synliga satelliter, deras relativa position och framför allt på nivån av reflektioner från omgivande föremål och påverkan av hinder på försvagningen av satellitsignaler. Som ett resultat kan felet vara antingen högre eller lägre än det angivna "genomsnittliga" värdet.

Signaler från satelliter kan till exempel försvagas i följande fall:
- när du är inomhus;
- när de är placerade mellan högt placerade objekt (mellan höghus, i en smal bergsravin, etc.);
- i skogen. Erfarenheten visar att tät, hög skog kan göra navigeringen betydligt svårare.

Dessa problem beror på att högfrekventa radiosignaler färdas som ljus - det vill säga bara inom en siktlinje.

Ibland kan navigering, om än med fel, också fungera på signaler som reflekteras från hinder; men när de reflekteras upprepade gånger blir de så svaga att navigeringen slutar fungera med dem.

Låt oss nu gå vidare till de "interna" orsakerna till fel i navigering; dessa. som skapas av själva smartphonen eller surfplattan.

Egentligen finns det bara två problem här. För det första, dålig känslighet hos navigationsmottagaren (eller problem med antennen); för det andra, den "snetta" programvaran på en smartphone eller surfplatta.

Innan vi tittar på specifika exempel, låt oss prata om sätt att kontrollera kvaliteten på navigeringen.

Navigationstestmetoder.

1. Testa navigering i "statiskt" läge (med smartphone/surfplatta i stillastående läge).

Denna kontroll låter dig bestämma följande parametrar:
- hastighet för initial bestämning av koordinater under en "kallstart" (mätt av klockan);
- en lista över navigationssystem som denna smartphone/surfplatta fungerar med (GPS, GLONASS, etc.);
- uppskattad noggrannhet för koordinatbestämning;
- hastighet för att bestämma koordinater under en "varmstart".

Dessa parametrar kan bestämmas med det vanliga navigeringsprogram, och med hjälp av speciella testprogram (vilket är bekvämare).

Reglerna för statisk testning är mycket enkla: testning måste göras i öppen plats(bred gata, torg, åker etc.) och när Internet är avstängt. Om det sista kravet överträds kan ”kallstartstiden” påskyndas avsevärt pga direkt nedladdning satellitbanor från Internet (A-GPS, assisterad GPS) istället för att bestämma dem från signaler från själva satelliterna; men det kommer inte längre att vara "rättvist", eftersom detta inte längre kommer att vara själva navigationssystemets rena verk.

Låt oss titta på ett exempel på hur AndroiTS navigationstestprogram fungerar (det finns analoger):


(klicka för att förstora)

Bilden som just presenterades visar att smarttelefonen fungerar med tre navigationssystem: amerikansk GPS, ryska GLONASS och kinesiska Beidou (BDS).

Längst ner på skärmdumpen kan du se de framgångsrikt bestämda koordinaterna för den aktuella platsen. Värdet på en latitud är ungefär 100 km, därför är priset för en enhet av den lägsta rangen 10 cm.

Värdet på en grad i longitud är olika för olika geografiska platser. Vid ekvatorn är det också cirka 100 km, och nära polerna minskar det till 0 (vid polerna kommer meridianerna närmare varandra).

Till höger om kolumnen som anger satelliternas nationalitet finns en kolumn med satellitnummer. Dessa nummer är strikt knutna till dem och ändras inte.

Därefter kommer kolumner med färgade staplar. Staplarnas storlek anger signalnivån och färgen anger om de används av navigationssystemet eller inte. Oanvända satelliter indikeras med grå staplar. Färgen på de som används beror på deras signalnivå.

Nästa kolumn är också signalnivån från navigationssatelliter, men i siffror ("konventionella enheter").

Sedan finns det en kolumn med gröna bockar och röda streck - detta är en upprepning av information om huruvida satelliten används eller inte.

På den översta raden indikerar ordet "ON" statusen för navigeringstillståndet; i det här fallet betyder det att bestämning av koordinater är tillåten i smarttelefonens inställningar och de bestäms. Om statusen är "VÄNTA" är bestämning av koordinater tillåten, men det erforderliga antalet satelliter har ännu inte hittats. Statusen "AV" betyder att koordinatbestämning är förbjuden i smarttelefonens inställningar.

Sedan indikerar en cirkel med koncentriska cirklar och siffran 5 den uppskattade noggrannheten för att bestämma koordinaterna för tillfället - 5 m. Detta värde beräknas baserat på antalet och "kvaliteten" av satelliter som används och antar att bearbetningen av data från satelliter i en smartphone sker utan fel; men, som vi kommer att se senare, är detta inte alltid fallet.

När satelliterna rör sig bör alla dessa data ändras, men koordinaterna (på den nedersta raden) bör ändras något.

Tyvärr, denna applikation visar inte den tid som ägnas åt den initiala bestämning av koordinater ("kallstart") och inte heller andra liknande tillämpningar. Denna tid måste "tidsställas" manuellt. Om "kallstartstiden" var mindre än en minut, är detta ett utmärkt resultat; upp till 5 minuter – bra; upp till 15 minuter – i genomsnitt; mer än 15 minuter – dåligt.

För att bestämma "varmstart"-hastigheten, avsluta bara testprogrammet och logga in igen efter några minuter. Som regel, under lanseringen av testprogrammet, lyckas det fastställa koordinaterna och omedelbart presentera dem för användaren. Om fördröjningen i att presentera koordinater under en "varmstart" överstiger 10 sekunder, är detta redan misstänkt långt.

Effekten av att snabbt bestämma koordinater under en "varmstart" beror på att navigationssystemet kommer ihåg de senast beräknade satellitbanorna och inte behöver bestämma dem igen.

Så vi har sorterat ut testnavigering i "statiskt" läge.

Låt oss gå vidare till 2:a punkten för att testa navigering - i rörelse.

Huvudsyftet med navigering är att leda oss till rätt plats medan vi rör oss, och utan att testa när vi rör oss skulle testet vara ofullständigt.

I rörelseprocessen, ur navigationssynpunkt, finns det tre typer av terräng: öppen terräng, tätorter och skog.

Öppna områden är idealiska navigeringsförhållanden, det finns inga problem här (förutom mycket "söta" enheter).

Stadsutveckling kännetecknas i de flesta fall av närvaron av en hög nivå av reflektioner och en liten minskning av signalnivån.

Skogen "fungerar" tvärtom – en betydande försvagning av signalen och en låg nivå av reflektioner.

Låt oss först titta på ett exempel på ett nästan "idealiskt" spår:


Bilden visar två spår: dit/tillbaka (så kommer det fortsätta vara fallet på nästan alla bilder). Sådana bilder låter dig göra en tillförlitlig slutsats om kvaliteten på navigeringen, eftersom du kan jämföra två nästan identiska spår med varandra och med vägen. Allt är bra på den här bilden - spårvibrationerna är inom gränserna för naturliga fel. I den övre delen är passagen på olika sidor av rondellen tillräckligt utdragen. På vissa ställen finns en märkbar avvikelse mellan spåren, troligen orsakad av signalreflektioner från vattenytan och från metallkonstruktionerna på bron över älven. Och i vissa - en nästan perfekt slump.

Låt oss nu titta på flera typiska fall av "problem"-spår.

Låt oss titta på GPS-spåret för en smartphone, som påverkades av en minskning av signalnivån i en hög skog:

Spårens divergens från varandra och från vägen är märkbar, men långt ifrån katastrofal. I det här fallet minskade noggrannheten för smartphonenavigering inom gränserna för "naturlig nedgång" för sådana förhållanden. En sådan smartphone måste anses lämplig för navigeringsändamål.

På höger sida av skärmdumpen är avvikelserna mellan spåren och vägen tydligt synliga. Sådana avvikelser i villkoren för en sådan "välformad" utveckling är nästan oundvikliga, och i det här fallet indikerar de inte på något sätt mot den smarttelefon som testas.

Teoretiskt, ju fler navigationssystem en smartphone (surfplatta) stöder, desto fler satelliter använder den för navigering och desto mindre bör felet vara.
I praktiken är det inte alltid så. Ganska ofta, på grund av sned programvara, kan en smartphone inte korrekt ansluta data från olika system och som ett resultat uppstår onormala fel. Låt oss titta på några exempel.

Ta till exempel det här spåret:

Skärmdumpen som just visas visar en nålformad utkastning, som inte kunde vara resultatet av någon störning: stigen gick genom ett låghus utan täta skogsplanteringar. Den här utgåvan är helt och hållet på samvetet om den "snetta" programvaran.

Men dessa var fortfarande "blommor". Det finns smartphones där onormala navigeringsfel inte längre är blommor, utan bär:

Vid inspelning av detta spår kombinerades avvikande fel i den "snetta" mjukvaran med försvagning av signalerna i högskogen. Resultatet är ett spår från vilket det helt enkelt är omöjligt att gissa att stigen dit och tillbaka togs längs samma väg av en nykter person. :)
Och den tjocka massan av linjer längst upp är "vägen" för en orörlig smartphone under ett vilostopp. :)

Det finns en annan typ av avvikande fel associerat med en paus i dataflödet som kommer från navigationsmottagaren till datordelen av smartphonen:

Den här bilden visar att en del av stigen (ca 300 m) passerade i en rak linje, och delvis direkt genom vattnet. :)

I det här fallet kopplade smarttelefonen helt enkelt ihop punkterna där koordinatströmmen försvann och dök upp med en rak linje. Deras förlust kan vara associerad antingen med en minskning av antalet synliga satelliter under ett kritiskt antal, eller med "snett" mjukvara och till och med hårdvaruproblem (även om det senare är osannolikt).

I händelse av en fullständig förlust av signaler från satelliter, kopplar navigationsprogram vanligtvis inte samman punkterna för förlust och utseende med raka linjer, utan lämnar helt enkelt ett "tomt utrymme" (detta resulterar i en lucka i spåret):

Den här bilden visar ett avbrott i spåret på den plats där en del av banan passerade genom en underjordisk passage med en fullständig förlust av sikt för alla satelliter.

Efter att ha studerat orsakerna och typiska navigeringsfel är det dags dra slutsatser.

Den bästa navigeringen, som du kan förvänta dig, finns i smartphones och surfplattor av "höga" märken. Problem i form av avvikande fel har ännu inte upptäckts med dem. Och, naturligtvis, ju fler navigationssystem en enhet stöder, desto bättre. Det är sant att stödet för den kinesiska Beidou fortfarande är vettigt när du använder enheten i regioner och länder som ligger nära Middle Kingdom. Det kinesiska navigationssystemet är inte globalt, utan "lokalt" (för nu). Så stöd för GPS och GLONASS kommer att räcka.

Om en smartphone eller surfplatta inte är av särskilt "känd" ursprung, kan det vara problem med navigeringen eller inte. Innan du använder den i strid rekommenderas det att testa den både statiskt och i rörelse i olika miljöer, så att den senare inte ger någon obehaglig överraskning. I de flesta fall orsakar mobila enheter endast med GPS färre problem, även om de är mindre exakta än enheter med flera system.

Tyvärr, när du väljer en smartphone (surfplatta) med bra navigering, är det ganska svårt att navigera genom recensioner av enheter på Internet. Det överväldigande antalet IT-portaler ignorerar kontroll av navigering på resande fot och under svåra förhållanden. Denna kontroll görs endast på den här portalen () och bokstavligen på ett par andra.

Avslutningsvis Det måste sägas att inte bara smartphones och surfplattor, utan även många andra enheter nu är utrustade med navigeringshjälpmedel. De installeras till exempel i kameror, videokameror, GPS-spårare, bilvideobandspelare, smarta klockor, vissa specialiserade typer av enheter och till och med i det elektroniska skattesystemet för förare av ryska tunga lastbilar "Platon".

Din läkare.
20.01.2017

GPS är ett satellitnavigeringssystem som mäter avstånd, tid och bestämmer plats. Låter dig bestämma platsen och hastigheten för objekt var som helst på jorden (inte inklusive polarområdena), i nästan alla väder, såväl som i yttre rymden nära planeten. Systemet utvecklas, implementeras och drivs av det amerikanska försvarsdepartementet.

Korta egenskaper hos GPS

Det amerikanska försvarsdepartementets satellitnavigeringssystem är GPS, även kallat NAVSTAR. Systemet består av 24 navigering konstgjorda satelliter Jorden (NISH), markkommando-mätning av komplex och konsumentutrustning. Det är ett globalt, allvädersnavigationssystem som ger bestämning av koordinaterna för objekt med hög noggrannhet i tredimensionellt nära jordens rymd. GPS-satelliter är placerade i sex medelhöga banor (höjd 20 183 km) och har en omloppstid på 12 timmar. Orbitalplanen är placerade med 60° intervall och lutar mot ekvatorn i en vinkel på 55°. Det finns 4 satelliter i varje bana. 18 satelliter är det minsta antalet för att säkerställa synlighet av minst 4 satelliter vid varje punkt på jorden.

Grundprincipen för att använda systemet är att bestämma plats genom att mäta avstånd till ett objekt från punkter med kända koordinater - satelliter. Avståndet beräknas av fördröjningstiden för signalutbredning från att den skickas av satelliten till att den tas emot av GPS-mottagarens antenn. Det vill säga, för att bestämma tredimensionella koordinater behöver GPS-mottagaren veta avståndet till tre satelliter och tiden för GPS-systemet. Således används signaler från minst fyra satelliter för att bestämma mottagarens koordinater och höjd.

Systemet är utformat för att ge navigering av flygplan och fartyg och bestämma tid med hög precision. Den kan användas i tvådimensionellt navigeringsläge - 2D-bestämning av navigeringsparametrar för objekt på jordens yta) och i tredimensionellt läge - 3D (mätning av navigeringsparametrar för objekt ovanför jordens yta). För att hitta den tredimensionella positionen för ett objekt är det nödvändigt att mäta navigationsparametrarna på minst 4 NIS, och för tvådimensionell navigering - minst 3 NIS. GPS använder en pseudo-avståndsmätare för att bestämma position och en pseudo-radial hastighetsmetod för att hitta ett objekts hastighet.

För att förbättra noggrannheten bestämningsresultaten jämnas ut med hjälp av ett Kalman-filter. GPS-satelliter sänder navigeringssignaler vid två frekvenser: F1 = 1575,42 och F2 = 1227,60 MHz. Strålningsläge: kontinuerlig med pseudobrusmodulering. Navigationssignaler är en offentlig C/A-kod (kurs och inhämtning), sänds endast på F1-frekvensen, och en skyddad P-kod (precisionskod), som sänds ut på F1, F2-frekvenserna.

I GPS har varje NIS sin egen unika C/A-kod och unika P-kod. Denna typ av satellitsignalseparation kallas kodseparation. Det gör det möjligt för ombordutrustning att känna igen vilken satellit en signal tillhör när de alla sänder på samma frekvens GPS ger två nivåer av kundservice: PPS Precise Positioning Service och SPS Standard Positioning Service PPS är baserad på en exakt kod, och SPS - allmänt tillgänglig. PPS-servicenivån tillhandahålls militär och federala tjänster USA och SPS - till den civila masskonsumenten Förutom navigationssignaler sänder satelliten regelbundet meddelanden som innehåller information om satellitens status, dess efemeri, systemtid, prognos för jonosfärisk fördröjning och prestandaindikatorer. GPS-utrustning ombord består av en antenn och en mottagarindikator. PI inkluderar en mottagare, en dator, minnesenheter, kontroll- och displayenheter. Minnesblocken lagrar nödvändig data, program för att lösa problem och styra mottagarens indikatorfunktion. Beroende på syftet används två typer av utrustning ombord: specialutrustning och för masskonsument. Specialutrustning är utformad för att bestämma kinematiska parametrar för missiler, militära flygplan, fartyg och specialfartyg. När man hittar objektparametrar använder den P- och C/A-koder. Denna utrustning ger praktiskt taget kontinuerliga bestämningar med noggrannhet: objektets placering— 5+7 m, hastighet — 0,05+0,15 m/s, tid — 5+15 ns

Huvudapplikationer för GPS-navigationssatellitsystem:

  • Geodesi: med hjälp av GPS bestäms de exakta koordinaterna för punkter och gränser för tomter
  • Kartografi: GPS används i civil och militär kartografi
  • Navigering: från med hjälp av GPS Både sjö- och vägnavigering utförs
  • Satellitövervakning av transporter: med hjälp av GPS övervakas fordonens position och hastighet, och deras rörelser kontrolleras
  • Mobiltelefoner: De första mobiltelefonerna med GPS dök upp på 90-talet. I vissa länder, som USA, används detta för att snabbt fastställa platsen för en person som ringer 911.
  • Tektonik, platttektonik: använda GPS för att observera plattornas rörelser och vibrationer
  • Aktiv rekreation: det finns olika spel som använder GPS, till exempel Geocaching, etc.
  • Geotaggning: information, som fotografier, är "länkad" till koordinater tack vare inbyggda eller externa GPS-mottagare.

Fastställande av konsumentkoordinater

Positionering efter avstånd till satelliter

Platskoordinaterna beräknas utifrån de uppmätta avstånden till satelliterna. Fyra mätningar krävs för att bestämma platsen. Tre dimensioner är tillräckligt om du kan eliminera osannolika lösningar på något annat tillgängligt sätt. Ytterligare en mätning krävs av tekniska skäl.

Mätning av avståndet till en satellit

Avståndet till en satellit bestäms genom att mäta hur lång tid det tar för en radiosignal att färdas från satelliten till oss. Både satelliten och mottagaren genererar samma pseudo-slumpmässiga kod strikt samtidigt på en gemensam tidsskala. Låt oss avgöra hur lång tid det tog signalen från satelliten att nå oss genom att jämföra fördröjningen av dess pseudo-slumpmässiga kod med avseende på mottagarkoden.

Säkerställer perfekt timing

Exakt timing är nyckeln till att mäta avstånd till satelliter. Satelliter är exakta i tiden eftersom de har atomur ombord. Mottagarklockan kanske inte är perfekt, eftersom dess drift kan elimineras med hjälp av trigonometriska beräkningar. För att få denna möjlighet är det nödvändigt att mäta avståndet till den fjärde satelliten. Behovet av fyra mätningar bestäms av mottagarens design.

Fastställande av satellitens position i yttre rymden.

För att beräkna våra koordinater behöver vi veta både avstånden till satelliterna och var och en av dem i yttre rymden. GPS-satelliter färdas så högt att deras banor är mycket stabila och kan förutsägas med stor noggrannhet. Spårningsstationer mäter ständigt små förändringar i banor och data om dessa förändringar sänds från satelliter.

Jonosfäriska och atmosfäriska signalfördröjningar.

Det finns två metoder som kan användas för att hålla felet till ett minimum. Först kan vi förutsäga vad den typiska hastighetsförändringen skulle vara en typisk dag, under genomsnittliga jonosfäriska förhållanden, och sedan tillämpa en korrigering på alla våra mätningar. Men tyvärr är inte alla dagar vanliga. En annan metod är att jämföra utbredningshastigheterna för två signaler med olika bärvågsfrekvenser. Om vi ​​jämför utbredningstiden för två olika frekvenskomponenter i GPS-signalen kan vi ta reda på vilken typ av avmattning som ägde rum. Denna korrigeringsmetod är ganska komplex och används endast i de mest avancerade, så kallade "dual-frequency" GPS-mottagarna.

Flervägs.

En annan typ av fel är "multipath"-fel. De uppstår när signaler som sänds från en satellit upprepade gånger reflekteras från omgivande föremål och ytor innan de når mottagaren.

Geometrisk faktor som minskar noggrannheten.

Bra mottagare är utrustade med beräkningsprocedurer som analyserar de relativa positionerna för alla observerbara satelliter och väljer fyra kandidater från dem, d.v.s. på bästa möjliga sätt placerade fyra satelliter.

Resulterande GPS-noggrannhet.

Det resulterande GPS-felet bestäms av summan av fel från olika källor. Bidraget från var och en varierar beroende på atmosfäriska förhållanden och kvaliteten på utrustningen. Dessutom kan noggrannheten målmedvetet reduceras av det amerikanska försvarsdepartementet som ett resultat av att det så kallade S/A-läget (“Selective Availability”) installerats på GPS-satelliter. begränsad tillgång). Detta läge är utformat för att förhindra en potentiell fiende från att få en taktisk fördel i GPS-positionering. När och om detta läge är inställt skapar det den viktigaste komponenten av det totala GPS-felet.

Slutsats:

Mätnoggrannhet att använda GPS beror på mottagarens design och klass, antalet och placeringen av satelliter (i realtid), jonosfärens tillstånd och jordens atmosfär (tunga moln, etc.), närvaron av störningar och andra faktorer. "Hushålls" GPS-enheter, för "civila" användare, har ett mätfel i intervallet från ±3-5m till ±50m och mer (i genomsnitt är den verkliga noggrannheten, med minimal störning, om nya modeller, ±5-15 meter i plan). Högsta möjliga noggrannhet når +/- 2-3 meter horisontellt. Höjd – från ±10-50m till ±100-150 meter. Höjdmätaren blir mer exakt om du kalibrerar den digitala barometern efter närmaste punkt med en känd exakt höjd (från en vanlig atlas, till exempel) på en platt terräng eller med känt atmosfärstryck (om det inte ändras för snabbt när vädret ändringar). Högprecisionsmätare av "geodetisk klass" - mer exakt med två till tre storleksordningar (upp till en centimeter, i plan och i höjd). Den faktiska noggrannheten av mätningar bestäms av olika faktorer, till exempel avstånd från närmaste basstation (korrigerings-) i systemets serviceområde, mångfald (antal upprepade mätningar/ackumuleringar vid en punkt), lämplig kvalitetskontroll av arbetet, nivå av mätningar utbildning och praktisk erfarenhet av specialisten. Sådan högprecisionsutrustning kan endast användas av specialiserade organisationer, specialtjänster och militären.

För att förbättra navigeringsnoggrannheten Det rekommenderas att använda en GPS-mottagare i ett öppet utrymme (inga byggnader eller överhängande träd i närheten) med ganska platt terräng, och ansluta en extra extern antenn. För marknadsföringsändamål krediteras sådana enheter med "dubbel tillförlitlighet och noggrannhet" (avser de samtidigt använda två satellitsystemen, Glonass och Gypies), men den faktiska faktiska förbättringen av parametrar (ökad noggrannhet i koordinatbestämningen) kan bara uppgå till ett fåtal tiotals procent. Endast en märkbar minskning av varm-varm-starttiden och mättiden är möjlig

Kvaliteten på GPS-mätningar försämras om satelliterna är placerade på himlen i en tät stråle eller på en linje och "långt" - nära horisonten (allt detta kallas "dålig geometri") och det finns signalstörningar (höghus) blockerar signalen, träd, branta berg i närheten, reflekterar signalen). På jordens dagsida (för närvarande upplyst av solen) - efter att ha passerat genom jonosfäriskt plasma försvagas och förvrängs radiosignaler en storleksordning starkare än på nattsidan. Under en geomagnetisk storm, efter kraftiga solflammor, är avbrott och långa avbrott i driften av satellitnavigeringsutrustning möjliga.

Den faktiska noggrannheten hos GPS:en beror på typen av GPS-mottagare och funktionerna för datainsamling och bearbetning. Ju fler kanaler (det måste finnas minst 8) i navigatorn, desto mer exakt och snabbare bestäms de korrekta parametrarna. När man tar emot "extra A-GPS-platsserverdata" via Internet (via paketdataöverföring, i telefoner och smartphones), ökar hastigheten för att bestämma koordinater och plats på kartan

WAAS ( Stort område Augmentation System, på den amerikanska kontinenten) och EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Services, i Europa) - differentiella delsystem som sänder korrigerande information genom geostationär (på en höjd av 36 tusen km på lägre breddgrader till 40 tusen kilometer över mellan- och högbreddgrader) satelliter till GPS-mottagare (korrigeringar införs). De kan förbättra kvaliteten på positioneringen av en rover (fält, mobil mottagare) om markbaserade baskorrigeringsstationer (stationära referenssignalmottagare som redan har en högprecisionskoordinatreferens) finns och verkar i närheten. I detta fall måste fält- och basmottagarna samtidigt spåra satelliterna med samma namn.

För att öka mäthastigheten Det rekommenderas att använda en flerkanals (8-kanals eller fler) mottagare med en extern antenn. Minst tre GPS-satelliter måste vara synliga. Ju fler det är desto bättre blir resultatet. God sikt över himlen (öppen horisont) är också nödvändigt. En snabb, "het" (varar under de första sekunderna) eller "varmstart" (en halv minut eller en minut, i tid) av den mottagande enheten är möjlig om den innehåller en uppdaterad, färsk almanacka. I fallet när navigatorn inte har använts på länge, tvingas mottagaren ta emot hela almanackan och när den slås på kommer en kallstart att utföras (om enheten stöder AGPS, då snabbare - upp till några sekunder). För att endast bestämma horisontella koordinater (latitud/longitud) kan det räcka med signaler från tre satelliter. För att få tredimensionella (med höjd) koordinater behövs minst fyra koordinater. Behovet av att skapa vårt eget inhemska navigationssystem beror på det faktum att GPS är amerikanskt, potentiella motståndare som när som helst, i sina militära och geopolitiska intressen, selektivt kan inaktivera, "jamma", modifiera det i vilken region som helst eller öka artificiellt , ett systematiskt fel i koordinater (för utländska konsumenter av denna tjänst), som alltid är närvarande i fredstid.

Information om skillnaden mellan avläsningar av standardvägmätare och satellitnavigatorer.

Förekomsten av avvikelser mellan avläsningarna från standardvägmätaren och GPS/GLONASS-vägmätardata kan ge upphov till konfliktsituationer. Denna artikel är avsedd att klargöra de huvudsakliga orsakerna till sådana avvikelser i instrumentavläsningar.

Vägmätare är en anordning för att mäta antalet hjulvarv. Med hjälp av den kan avståndet som ett fordon tillryggaläggs mätas. Vägmätaren omvandlar den tillryggalagda sträckan till avläsningar på indikatorn. Vanligtvis består en vägmätare av en räknare med en indikator och en sensor associerad med hjulrotation. Den synliga delen av vägmätaren är dess indikator. Den mekaniska indikatorn innehåller en serie hjul (trummor) med nummer på bilens instrumentbräda. Varje hjul är uppdelat i tio sektorer, med ett nummer skrivet på varje sektor. När avståndet tillryggalagt av fordonet ökar, roterar hjulen och bildar en siffra som indikerar den tillryggalagda sträckan.

Mätaren kan vara mekanisk, elektromekanisk eller elektronisk, inkl. baserad på elektronisk datorteknik ombord. Var och en av ovanstående typer av enheter har sina egna parametrar och fel.

Först och främst noterar vi att vägmätare ombord av alla typer inte tillhör klassen av precisionsinstrument. För varje typ av dessa enheter fastställs tillåtna fel. Här är det nödvändigt att göra viktiga anmärkningar: för det första är dessa fel endast fastställda för själva enheterna, alla designförändringar, såväl som fysiskt slitage av vissa fordonskomponenter, för det andra, enligt tekniska krav , hastighetsmätare kan inte underskatta avläsningarna, därför och vägmätaren, som är strukturellt ansluten till hastighetsmätaren, ger också som regel något men uppblåsta avläsningar.

En sportvägmätare utan någon kalibrering överskattar hastighet och avstånd med 3,5 %, vilket krävs enligt den internationella konventionen om vägtrafik och GOST 12936-82, GOST 1578-76, GOST 8.262-77. Det finns inga sådana standarder för vanliga vägmätare (de utvecklades aldrig på grund av bristen på krav på noggrannheten hos dessa enheter).

Felet på standardhastighetsmätaren är ett värde som beräknats experimentellt hos biltillverkaren. Storleken på fel för olika typer av vägmätare beskrivs nedan.

Den mekaniska vägmätaren har ett eget fel på upp till 5 %. Beroende på fordonets driftsförhållanden, slitage på komponenter och sammansättningar och användningen av icke-standardiserade reservdelar kan enhetens totala fel uppgå till 12% -15%.

Elektromekaniska vägmätare - baserade på avläsningarna av en elektronisk pulstalsmätare från hastighetssensorn, d.v.s. Instrumentavläsningarna är proportionella mot antalet pulser per tidsenhet. Dessa enheter är något mer exakta än mekaniska, men ändå har de ett fel på 5-7%, eftersom de bara blev av med de svaga punkterna i mekaniken själva (spel, nyckligheter i kabeln, spole, returfjäder, etc. .).

Helelektroniska vägmätare är mer avancerade än elektromekaniska, på grund av en förbättrad mekanism för att styra drivhjulets rotation. Samtidigt förblir själva principen att övervaka den tillryggalagda sträckan oförändrad, och även den exakta elektroniken beror på tillståndet hos fordonets chassi. Det totala felet för dessa enheter överstiger sällan 5 % om ytterligare kalibrering utförs på testavsnittet av rutten (denna procedur sker inte hos tillverkaren).

I verkligheten påverkas noggrannheten för att mäta avståndet som en bil tillryggalagt med vilken vägmätare som helst av ett stort antal externa faktorer:

Hjulhöjd. En skillnad i slitbanehöjd på till exempel 1 cm ger en skillnad i körsträcka på 1,177 km per 60 km bilkörning. (det är lätt att kontrollera, beväpnat med en miniräknare och geometriformler från en gymnasiekurs - låt oss ta diametern på ett hjul till 1 m, det andra - 1,02 m. Det första kommer att göra 19.108 varv, det andra - 18.733. Varje varv är 3,14 m, skillnaden är 1177 m). Och vi får denna skillnad med bara en centimeter! Därför kommer vägmätaren på en bil med slitet slitbana att visa ett högre värde jämfört med den period då bilen körde på nya däck. Det är också viktigt att veta vilken typ av hjul vägmätaren är avsedd för om du installerar en annan typ av hjul i diameter, då kommer det att finnas helt andra data om hastigheten och tillryggalagd sträcka i förhållande till de riktiga, eftersom både hastighetsmätaren; och vägmätare räkna antalet hjulvarv och beräkna med data om hjuldiametern som tillhandahålls av tillverkaren.

Hjul skiljer sig i diameter: 315/70 och 315/80, till exempel, ger omedelbart en skillnad i diameter på 6,3 cm, med alla följder och fel.

Lastning av bilen - När bilen är fullt eller för mycket lastad böjer däcket annorlunda, därför ändras hjulets diameter och följaktligen har vi den felkvalitet som beskrivs ovan.
Däcktryck - ett däck slits olika vid standard och onormalt tryck.

Glidande av hjul på vägen - logiskt sett, när den slirar, glider eller vice versa - bromsar på is, stannar bilen antingen på plats när hjulen roterar, eller vice versa - rör sig när hjulen stoppas.

Fordonsövervakningssystemet baserat på GPS/GLONASS-navigering fungerar enligt följande. GPS/GLONASS-modulen bestämmer sin platsdata och använder sedan mobil kommunikation skickar denna data via internetkanaler till servern, där den lagras och bearbetas med elektroniska kort, och en bild av fordonets rörelse skapas. I det här fallet spelar det ingen roll hur snabbt bilen med blocket rör sig. Grundprincipen för att använda systemet är att bestämma plats genom att mäta avstånd till ett objekt från punkter med kända koordinater - satelliter. Avståndet beräknas av fördröjningstiden för signalutbredning från dess sändning av satelliten till mottagning av GPS/GLONASS-mottagarantennen. Det vill säga, för att bestämma tredimensionella GPS/GLONASS-koordinater behöver mottagaren veta avståndet till tre satelliter och tiden för GPS/GLONASS-systemet. För att bestämma mottagarens koordinater och höjd används således signaler från minst fyra satelliter.

Beräkningen av de resulterande koordinaterna spelar också en viktig roll, vilket gör att du kan minska eventuella felaktigheter och presentera en korrekt bild av fordonets rörelse. Med hänsyn till noggrannheten hos själva GPS/GLONASS-navigationssystemet, såväl som olika typer av mjukvarumekanismer som tillåter oss att skära bort större fel, överstiger övervakningssystemets fel i allmänhet inte 4%. Detta gör det möjligt att justera fordonets körsträckadata så mycket som möjligt.

En vanlig nackdel med att använda vilket radionavigeringssystem som helst är att signalen under vissa förhållanden kanske inte når mottagaren eller kan komma fram med betydande distorsion eller fördröjning. Det är till exempel nästan omöjligt att fastställa din exakta plats i en källare eller tunnel. Eftersom driftfrekvensen för GPS/GLONASS ligger inom decimeterns radiovågsintervall, kan nivån på signalmottagningen från satelliter allvarligt försämras under tätt löv av träd eller på grund av mycket tunga moln. Normal mottagning av GPS/GLONASS-signaler kan försämras av störningar från många markbundna radiokällor, såväl som från magnetiska stormar. Enligt officiella uppgifter är navigatorns nettofel inom 10-15 meter.

Fel i själva GPS/GLONASS positioneringssystemet är också möjliga.



Om du upptäcker ett fel markerar du ett textstycke och trycker på Ctrl+Enter
DELA: