Алгоритм работы навигатора: определение местоположения GPS – навигатора

Все большую популярность приобретают современные GPS навигаторы, однако мало кто знает алгоритмы его работы. Попробуем рассказать немного о них.

Среди алгоритмов, которые отвечают за работу навигаторов, выделяют два основных

Первый алгоритм позволяет определить местоположение приемника по спутниковому сигналу GPS. Второй же позволяет пользователю определить самый короткий путь до места назначения. Другие второстепенные алгоритмы могут определять визуальное отображение карты и самого маршрута и выполнять другие функции, однако основными считаются два вышеперечисленных.

Первый алгоритм прост. Вокруг Земли были запущены 30 искусственных спутников, которые передают сигналы в одном диапазоне. В то время, когда вы хотите посмотреть свое местоположение на навигаторе, устройство посылает сигнал на спутник, в результате ему приходит ответ, состоящий из точного времени передачи, данные орбиты спутника и общесистемной информации. Зная время отправки сигнала с устройства, навигатор определяет, сколько времени сигнал находился в пути, тем самым определяя, насколько далеко от Земли находится спутник. Если навигатор будет использовать данные, полученные только с одного спутника, то он сможет определить свое местоположение на поверхности сферы, центром которой является спутник.

Эта информация не слишком полезна. Если навигатор способен сделать анализ данных от двух спутников, тогда определение координат будет основываться на центре пересечения двух сфер. Однако и эта информация не будет достаточной для определения своих координат на Земле. Три спутника дают возможность найти на Земле две точки, в которых может располагаться устройство. Для высокой точности данных, навигатор использует данные с четырех спутников. Интересно, что с любой точки на планете можно увидеть и уловить сигнал сразу с 10 спутников, а это более чем достаточно для определения местоположение приемника с точностью в 15 метров.

Стоит сказать, что точность прибора в основном зависит от влияния земной атмосферы на электромагнитные волны. Для увеличения точности используются корректирующие наземные сигналы. Это помогает не только на открытой местности корректировать данные, но и в условиях мегаполисов, когда препятствием для волн являются здания.

Как видим, ничего сложного в определении местоположения навигатора, а значит и его владельца – не такое сложное.