Система спутникового наблюдения gps-shadow.ru
Описание сервиса gps мониторинга shadow gps
Справочная система: видео - уроки
Написать письмо в поддержку

Точность GPS измерений


Благодаря приключенческим фильмам и романам, бытует мнение о чудесных возможностях, даруемых нам системами спутниковой навигации. Герои художественных произведений в интерактивном режиме не только могут наблюдать за перемещениями интересующих их объектов, но и безошибочно отыскивать предметы среди сотен похожих других (так герои Уильяма Гибсона легко находят двадцатифутовый контейнер в канадском порту среди близнецов, уложенных штабелями).


Каковы же реальные возможности систем спутниковой навигации?


GPS на службе геодезистов и маркшейдеров


Точность измерений профессиональных GPS приемников может достигать нескольких сантиметров. Именно такие устройства используют строители зданий, дорог и мостов. За счет чего достигается такая потрясающая точность GPS измерений?

Дело в том, что для работы такого прибора недостаточно одного только GPS приемника. Принцип работы такого рода устройств следующий: в зоне прямой видимости от точки наблюдения определяется место, чьи географические координаты известны максимально точно. В этом месте устанавливается радиопередатчик. GPS приемник, улавливая сигналы передатчика, координирует полученную информацию с сигналами от спутников и корректирует ее. Разумеется, стоимость таких устройств достаточно высока - несколько сотен тысяч рублей. Так же такие устройства, хотя и могут переноситься с места на место, но не являются мобильными.

Безусловно, не следует ожидать от бытовых устройств такой же точности измерений. Их работа зависит от двух факторов: фактора точности GPS (ГЛОНАСС) и фактора качества самого прибора.

Точность GPS измерений | Точность ГЛОНАСС измерений

Фактор точности GPS (ГЛОНАСС)


Спутники, вращающиеся на геостационарных орбитах вокруг Земли ничего не знают о местоположении приемников на поверхности. Использование систем глобального позиционирования основано на том же принципе, что и радиопеленгация. Прибор у Вас в кармане один выполняет всю ту работу, какую проделывают контрразведчики, пытаясь зафиксировать местоположение вражеского передатчика. И сталкивается с аналогичными сложностями.

Точность GPS измерений | Точность ГЛОНАСС измерений

В теории достаточно двух спутников в зоне прямой видимости для того, чтобы определить географические координаты. Практика показывает иное. Общее правило таково: чем большее количество спутников находится в зоне прямой видимости приемника, тем точнее может быть определение координат. Почему "может быть"? Многое зависит от "геометрии" спутников. Если все видимые спутники находятся в одной стороне от приемника, точность определения координат понизиться. И наоборот, равномерное расположение спутников "вокруг" приемника приведет к улучшению точности GPS измерений. "Геометрия" спутников может усиливать или ослаблять влияние других факторов в определении GPS координат.

Измеряя время прохождения сигнала до спутника и обратно, GPS приемник должен учитывать текущую орбиту спутника. Данные об орбитах спутников постоянно подгружаются в память приемника, но ошибки в определении орбит достаточно часты, чтобы говорить о влиянии этих ошибок на точность определения координат до нескольких метров.

Отражаясь от окружающих предметов, радиволны искажают расчеты применика о времени прохождения сигнала. Вблизи сооружений, под сенью деревьев, в горах влияение отражения радиоволн, а так же помехи в ионосфере даже при условии нахождения приемника на открытой местности ошибка может достигать нескольких метров.

Неточности часов спутников, округление чисел, релятивистские (за подробностями отсылаю Вас к популярным работам Стивена Хоккинса) и прочие эффекты дают ошибку еще в несколько метров. Таким образом, в самих системах глобального позициионирования заложена ошибка в 15-20 метров, с которой не в силах справится ни один алгоритм. В сумме эти ошибки могут дать погрешность до нескольких десятков метров.


Фактор качества устройства GPS.


Пользователи систем GPS мониторинга часто задают вопрос: почему два разных устройства, оснащенные одним и тем же чипом GPS или ГЛОНАСС, работают не с одинаковой точностью? Вероятнее всего, эти устройства технически по разному реализованы. У одного из них, например, в угоду компактности может отсутсвовать экранирование, "благодаря" чему чип банально перегревается. Устройства могут быть оснащены разными антеннами (или не оснащены настоящими антеннами вовсе). Если менее точное устройство - коммуникатор, то следует учесть, что кроме непосредственно работы по обработке информации со спутников, оно выполняет множество другой работы. И, возможно, именно эту работу оно выполняет лучше. В ходе тестирования различных коммуникаторов приходится наблюдать, как нестандартно ведут себя некоторые устройства. Например, проверяем точность определения координат: включаем коммуникатор и, стоя на одном месте, ожидаем подхвата спутников. В результате бытовые устройства, стоимостью 8 - 20 тысяч рублей, на первый взгляд, ведут себя хорошо: "холодный старт" составляет заявленные производителем 10 - 15 минут, видны 5 - 6 спутников. На карте же наблюдаем, странную активность объекта - видно, что объект перемещался с места на место в пределах радиуса 50 - 70 метров. Дорогие же промышленные коммуникаторы ведут себя иначе. Время "холодного старта" составляет у них до 25 минут. Но зато и точность определения координат не вызывает нареканий. Специализированные персональные и автомобильные GPS трекеры показывают иные результаты. Они не имеют других задач и проектируются специально для фиксирования географических координат. Соответственно, время "холодного старта" у них намного меньше, точность определения координат - выше.

Отдельных слов заслуживает система A-GPS. Производители коммуникаторов, оснащенных этой системой, часто акцентируют внимание покупателей на том, что подхват текущих географических координат у них производится практически мгновенно. Но не стоит обольщаться. A-GPS - это совсем не синоним "обычного" GPS. Устройства, использующие эту технологию, в условиях, когда не видны спутники, пытаются определить свое местоположение относительно приемо - передатчиков сотовой связи. Погрешность в определении координат в этом случае может достигать одного километра. Вряд ли Вас устроит такая точность!

На чем же остановить свой выбор? Все достаточно просто. Если Вам не требуется других функций, кроме сбора информации о местоположении, остановите свой выбор на специализированном персональном или автомобильном GPS трекере. В том же случае, когда кажуться нелишними функции, предоставляемые современным коммуникатором, приобретите его. Не забывайте знакомитсья с обзорами коммуникаторов и не приобретайте совершенно новых, еще никем не опробованных моделей - новое совсем не всегда означает лучшее. Система GPS мониторинга GPS-shadow позволит Вам работать как со специализированными трекерами, так и с коммуникаторами.


Насколько важна точность GPS измерений? В истории зафиксирован случай, когда яхтсмен, ведший яхту ночью по GPS навигатору, выбросил ее прямо на берег, хотя навигатор показывал открытое море. Ужасающе, не правда ли? Но какая точность требуется именно Вам? Если речь идет о мониторинге подвижных объектов и проверке соответствия реального маршрута запланированному, то погрешность в 10, 15, даже 100 метров не может иметь решающей роли и имеет смысл сосредоточить внимание на других характеристиках приборов - конструктивном удобстве, надежности, энергоемкости батарей, соотношению цена/качество.

Точность GPS измерений | Точность ГЛОНАСС измерений
Все статьи
© ООО "Глобал сервис нетворк"