Технологии GPS и A-GPS - принципы действия, преимущества и недостатки.

Статьи и Лайфхаки

Интересно, что такое gps в планшете , миниатюрном переносном компьютере, который прочно вошел в нашу жизнь? Для современного человека уже стало привычным использование в обыденной жизни всевозможных приборов с gps чипом. К таким устройствам относятся: трекеры, телефоны, навигаторы и др. Благодаря усовершенствованию технологии производства этих устройств, gps модули становятся значительно дешевле. Их используют в фотоаппаратах и видеорегистраторах, включая видеокамеры.

Особенности gps, встроенной в планшетный компьютер

Такая система глобального позиционирования (gps) позволяет с достаточно высокой точностью определять в трёхмерном пространстве месторасположение как неподвижных объектов, так и объектов, находящихся в движении.

Отечественный рынок позитивно отреагировал на появление устройств подобного класса. В последнее время намечается тенденция объединения планшетного компьютера и навигационной системы для автомобилей. По замыслу изготовителей, призвание такого “комбайна” - в развитии планшетных компьютеров, привносящих черты навигационной системы и видеорегистратора. Разберемся, что такое gps в планшете. Изучая характеристики планшета с gps модулем, понимаем, что он способен принимать сигналы с навигационных спутников. Следовательно, при закачке в планшет карт он может обрабатывать выходящую с модуля информацию, т.е. служить навигатором.

Такое устройство обыватель может использовать не только в автомобиле, но и в домашних условиях, на рабочем месте или на отдыхе. Данный прибор, предоставляющий широкий спектр возможностей, является прекрасным помощником, поскольку делает жизнь пользователя гораздо проще. Преимущество автомобильных планшетов - удобное расположение кнопок и компактный экран.

Что такого может gps планшет?

Развивая рынки планшетных компьютеров, японские производители попытались встроить gps чип в планшет, но это привело к существенному удорожанию аппарата. Однако подобные компьютеры получили широкое распространение среди пользователей. С таким популярным устройством можно: читать книжки в электронном варианте, просматривать фильмы, играть в игры, прослушивать радио (музыку), работать на программах для офисов, а также пользоваться функцией видеорегистратора и навигатора. Помимо этого, можно в любом месте, где имеется покрытие gps оператора, выйти в интернет, а также отправить mms или sms.

Через gps можно осуществить видео-звонок (хотя и недостаточно качественно). Подобные устройства получили широкую популярность среди людей, ведущих активную жизнь. Значительная часть бюджетных устройств не поддерживает даже 50% из вышеуказанных функций.

Система глобального позиционирования GPS (Global Positioning System) изначально была запланирована для пользования вооруженными силами США. В дальнейшем стала первой системой спутниковой навигации, применяемой для гражданских целей, и используется в настоящее время для навигации по всему миру.

Принцип работы GPS базируется на использовании группировки из 30 спутников, которая кроме 27 действующих включает еще на случай поломки одного из основных 3 запасных спутника. Рабочая орбита спутников равна примерно 19 000 км, за сутки каждый спутник делает два оборота вокруг Земли. Комплект спутников сконфигурирован таким образом, что обеспечивает круглосуточный прием сигнала из любой точки Земли, как минимум, четырьмя спутниками, то есть тем минимумом, который требуется для определения точного местоположения. GPS-приемник рассчитывает свое местоположение по отношению к видимым спутникам. Чем больше будет количество доступных спутников в зоне и чем сильнее будет уровень сигнала от них, тем точнее будут результаты определения координат.

GPS-приемник по задержке передачи сигнала определяет расстояние до каждого спутника. Далее, имея пространственные координаты 3 точек и 3 расстояния до искомой точки, легко находится место нахождения приемника на плоскости. Поскольку система работает в пространстве, а не на плоскости, требуется наличие четвертого спутника, который позволяет однозначно определить координаты точки в трехмерном пространстве. По сравнению с решением теоретической геометрической задачи, практическое определение отличается наличием погрешностей определения расстояния до спутников, что приводит к тому, что результатом определения может стать не точка, а область определенного радиуса. Однако, увеличение количества видимых спутников приведет к уменьшению этого радиуса и, следовательно, точность определения местоположения возрастет. На практике, система GPS в гражданском исполнении обеспечивает точность с радиусом 30 метров, а военные приемники – до 3 метров. Количество видимых спутников зависит от конкретной модели приемника. Кроме того, для качественной работы системы GPS необходима взаимная точная синхронизация спутника и GPS-приемника, чтобы точно рассчитать задержку от заранее определенного времени посылки сигнала со спутника.

Навигация GPS в наше время нашла самое широкое применение. В частности, в навигаторах, где она объединена и привязана к электронным картам. Такая технология позволяет не только определять координаты местонахождения абонента, но и планировать маршрут передвижения в соответствии со способом перемещения и другими исходными требованиями. Многие модели мобильных телефонов оснащаются GPS-навигаторами. Сочетание мобильной связи с системой глобального позиционирования GPS привело к созданию новой вспомогательной технологии – A-GPS (Assisted GPS), которая предполагает использование Интернета для улучшения качества работы базовой системы позиционирования по двум направлениям. Во-первых, GPS-приемник после включения первым делом определяет местоположение спутников. Иногда по причине слабого сигнала процедура может растянуться на несколько минут. При помощи технологии A-GPS информация о месторасположении спутников запрашивается через сеть Интернет в специальных дата центрах. Во-вторых, для вычисления местоположения от большого количества спутников при плохих условиях прохождения сигналов от спутников требуются производительные вычислительные мощности, которые присутствуют далеко не во всех терминалах. Отправка полученных предварительных значений в дата центры и получение готовых координат может существенно ускорить процесс первоначального позиционирования. Кроме этого, доступ к Интернету может использоваться для других целей. Это могут быть, например, синхронизация или получение информации об атмосферном состоянии, что может оказать заметное влияние на расчеты.

В последнее время многие страны проявляют интерес в создании систем глобального позиционирования собственного производства. Примерами могут служить Глонас в России или Галилео в Европе. Такие устремления вызваны желанием получить независимость от Американской системы, так как остается возможность отключения системы по инициативе ее собственника, что может привести к серьезным сбоям в функционировании важных систем внутри государства. В таких ответственных гражданских системах для повышения надежности и точности обычно используются спаренные двойные системы из 2-х и более систем позиционирования.

Недостатки GPS

При эксплуатации системы глобального позиционирования GPS могут возникать следующие проблемы:

  • При первом определении координат время зависит от орбитальных данных и от актуальности хранящейся в приемнике истории. Другими словами, чем дольше устройство было отключено, тем больше оно должно получить информации до момента, когда определение позиции станет возможным. Например, если устройство было отключено 2 - 6 часов, то ему понадобится примерно 45 секунд. Если же устройство не работало несколько дней, либо при движении без получения информации более 300 км - до 12,5 минут.
  • Существуют сильные ограничения видимости GPS спутников в городских условиях, а в туннелях или закрытых помещениях видимость вообще невозможна.
  • Высокое энергопотребление GPS-приемника.

Функции A-GPS

Алгоритмы системы A-GPS требуют канала связи с удаленным сервером, предоставляющего информацию для приемника. Обычно для мобильных устройств таким каналом является сотовая связь. Для осуществления обмена информацией устройство должно располагаться в зоне действия базовой станции оператора мобильной связи и иметь доступ в сеть Интернет.

Существует два режима работы A-GPS:

  • Базовый режим On-line, при котором приёмник получает информацию об орбитах спутников через инфраструктуру и вычисляет местоположение по полученным от пользователей данным. Данный режим требует от оператора сотовой связи высокой плотности покрытия.
  • Вспомогательный режим Off-line, который ускоряет время холодного и горячего старта приёмника A-GPS, обновляющего альманах, эфемериды и перечень доступных спутников. Причем приём спутниковых сигналов и определение собственного местоположения GPS-приёмник выполняет самостоятельно. Однако некоторые A-GPS приёмники не могут работать в таком режиме.

Преимущества A-GPS

Среди преимуществ A-GPS стоит отметить быстрое получение местоположения сразу после включения и повышенную чувствительность приёма слабых сигналов в проблемных зонах (тоннелях, впадинах, в помещениях, на узких городских улицах, в густом лиственном лесу).

Недостатки A-GPS

A-GPS не может функционировать за пределами действия сотовой сети. Существуют приёмники с модулем A-GPS, объединенным с радиомодулем GSM, которые не могут стартовать при отключенном радиомодуле. Для старта самого модуля A-GPS наличие сети GSM не является обязательным. Модули A-GPS при запуске потребляют небольшой трафик 5-7 кБ, а вот при потере сигнала необходимо выполнение повторной синхронизации, что может увеличить затраты клиента, особенно в роуминге.

Навигация сегодня – услуга простая, нужная и невероятно популярная. Мало того, что навигаторы – почти что самый ходовой товар на мобильном рынке (обгоняют их только вездесущие телефоны), так еще и множество смартфонов за последние пару лет обзавелись собственными GPS и A-GPS чипами – и пользователи так к этому привыкли, что «смартфон без навигации» вызывает у них теперь, по меньшей мере, удивление. Все это, конечно, весьма радует (прогресс! цивилизация!), да только есть одна беда: производители так стараются продать свой товар, что часто выдают желаемое за действительное, заманивая покупателей не спецификациями своих товаров, а громкими словами на коробочках. О том, что эти слова значат, и какая на самом деле бывает навигация, мы и расскажем вам в этой статье.

Технология: как это работает?

На сегодняшний день существуют, по сути, всего две технологии, позволяющие пользователям мобильной техники не заблудиться в каменных джунглях: спутниковая и сотовая навигация. Первая – это собственно GPS, глобальная спутниковая система позиционирования, придуманная американскими учеными для американских военных, а потом подаренная ко дню Благодарения всему остальному миру. Вторая – AGPS (не путать с A-GPS), технология сотовой связи, позволяющая определить ваше примерное местоположение (с точностью до 500 метров), если вы находитесь в зоне покрытия сотовой сети.

GPS хорош прежде всего тем, что он точный (определяет ваше положение с точностью до пяти метров) и абсолютно бесплатный (добрые американцы позволяют пользоваться своими спутниками всем желающим). За конкретные навигационные программы и карты, конечно, придется заплатить – но плата эта будет единовременной, и никакой подписки на GPS-услуги не существует в природе. Плох же GPS тем, что он работает только на улице, и в основном в ясную погоду – если на небе пасмурно, найти нужное для работы количество спутников довольно сложно. Для того, чтобы бороться с тучами, была придумана специальная технология A-GPS (Assisted GPS): по этой технологии вместо того, чтобы посылать сигналы в небеса, навигатор просто подключался к некоему серверу, где скачивал информацию о местоположении спутников, и, пользуясь этими координатами, находил их куда быстрее. Сегодня A-GPS – непременный спутник любого GPS-приемника автомобильного навигатора. Наиболее популярные карты, работающие с сервисом GPS: iGo, «Автоспутник», «Навител», Be-On-Road.

Сотовая система AGPS (Alternative Global Position System) дает, конечно, куда менее точное определение положения объекта на карте, но зато абсолютно никак не зависит от погоды и степени углубленности в здание. Главное, чтобы ваш смартфон ловил сеть, у вашего номера была подключена услуга GPRS, а на вашем счету еще оставались деньги. Принцип работы AGPS аналогичен принципу работы спутниковой системы навигации: смартфон принимает сигналы от нескольких (минимум трех) базовых станций и, основываясь на силе сигнала каждой из них и принимая в расчет их местоположение, рассчитывает ваши координаты. Дешево и сердито: доехать с AGPS вы, конечно, никуда не сможете, но зато на карте точно не потеряетесь. Наиболее популярные карты, работающие с сервисом AGPS: Google Maps, «Яндекс.Карты».

Устройства: что бывает?

Самое простое из всех существующих в природе навигационных GPS-устройств – это внешний GPS-приемник. Сам по себе он только общается со спутниками, и никакой навигации, собственно, не обеспечивает. Но подсоединить его можно практически к любому устройству – ноутбуку, карманному компьютеру, телефону или смартфону – и тогда, при наличии правильного программного обеспечения, вы сможете ориентироваться в пространстве и прокладывать маршруты до места назначения. Приемники особенно полезны туристам, предпочитающим наезженным дорогам узкие горные или лесные тропки: приемники, в отличие от большинства других устройств, к карте не привязаны, и при большом желании могут водить вас даже по отсканированной миллиметровке с наложенной на нее навигационной сеткой. Если вы, конечно, найдете таковую для нужного вам региона.

Самое популярное из навигационных устройств на сегодняшний день – это автомобильный GPS-навигатор. Это, по сути, небольшой компьютер с сенсорным экраном, работающий на базе закрытой операционной системы. В навигаторе уже установлена производителем навигационная программа, сменить которую, не нарушая лицензий, обычно нельзя. Помимо собственно навигации, автонавигаторы часто умеют много чего еще: играть музыку, показывать фильмы, работать с электронными книгами и изображениями, и даже подключаться к интернету.

В последнее время на рынке появился новый класс устройств – смартфоны со встроенным GPS-приемником. С одной стороны, это устройства крайне удобные: и позвонить могут, и дорогу подскажут, и много чего еще умеют. С другой – программная составляющая у таких устройств пока еще очень слабая: в основном в качестве навигационных программ используются «онлайн-решения» вроде Nokia Maps или Google Maps, для работы с которыми нужно постоянное подключение к интернету (хотя на некоторые смартфоны можно поставить и настоящий навигационный софт). Да и подходят такие смартфоны скорее для пешеходной, нежели для автомобильной навигации – экранчик у них маленький, карту видно плохо, да и с картами нашей обширной родины все, мягко говоря, плохо. Только по городу и поездишь.

Последний тип навигационных устройств – смартфоны с сотовой навигацией (AGPS). У них нет встроенного GPS-чипа. Подходят они только тем, кто не хочет носить с собой бумажную карту – ни ведения по маршруту, ни даже точного определения вашего местоположения они не дают. Зато отлично помогают сориентироваться в пространстве во время длительной поездки или найти какой-нибудь особо незаметный переулок, про который слухом не слыхивал ни один из опрошенных вами прохожих.

К сожалению, идеальной карты в природе не существует (хотя бы просто потому, что у каждого свои представления об идеале), поэтому для начала придется понять, зачем вам в принципе нужен навигатор и что вы с ним будете делать: для туристических походов подойдет один тип устройств и карт, для автомобильной навигации – другой, для пешеходной навигации – третий. Кроме того, нужно обратить внимание на саму картографическую базу: у самой симпатичной на вид программы может вдруг не оказаться карты вашего города, а самая «городская» из карт будет показывать вам белые пятна сразу за окружной автодорогой. В общем, как ни крути, а придется все-таки уделить некоторое время процессу выбора. О том, как выбрать карту для навигатора, вы можете прочитать в статье «Какие бывают навигационные карты?»

Понравилось?
Расскажите друзьям!

Технологии идут вперед – планшеты совершенствуются с каждым днем все сильнее и сильнее. В какую сторону не глянь – увидишь планшет или телефон, размером с планшет. Такая уж тенденция в нашем мире и это правильная тенденция, я считаю.

Лет так 10 назад в нашем распоряжении оказывался ноутбук. На то время ноуты серьезно уступали стационарным компьютерам. Однако с большинством задач справлялись они достойно. Но нам стало этого мало и человечество стало пичкать разными новшествами мобильные телефоны. В году 2006 мы уже могли хвастаться своими «умными» телефонами, умеющими принимать и передавать данные, дающие возможность проверить почту и даже скачать мелодию и проиграть видео. Но и этого оказалось недостаточно. На сегодняшний день чего только нет у нас, остается только выбрать.

Планшеты стали некой «золотой серединой» между всеми устройствами. Их функционал и мощность все растут. Теперь имея планшет, не обязательно иметь ноутбук, а имея крутой смартфон, не обязательно иметь планшет.

Многим известно, что планшет с GPS модулем может стать довольно хорошим заменителем специализированного GPS-навигатора. Это действительно так, но ключевое слово «довольно» должно было вас слегка насторожить. Дело в том, что производители планшетов хоть и «всовывают» в них совсем крохотные модули GPS, но это совсем не значит, что они кропотливо работают над тем, чтобы этот GPS модуль функционировал идеально. В итоге получается, что модуль «Джипиес» есть, но связи со спутниками совсем нет. Но не стоит делать сразу же плохих выводов. Хоть мы и теряем в качестве, но вместо этого получаем очень много в мощности и в возможностях.

Вывод таков – нужен чисто навигатор – бери обычнейший навик без лишних наворотов, которые совсем не клеятся к функциям показа дороги водителю (радио, 3G, Wi-Fi, видео, Android система и прочее). Однако если тебе нужно устройство, способное дорогу показать, фильм дать посмотреть и в «одноклассниках» почитать новостную ленту, тогда планшет нужно брать.

В данной статье у нас лимит на деньги в 10 тысяч. Как для планшета — это вполне нормальная, я бы сказал, средняя цена. Поэтому опустим мы сегодня все эти китайские штучки, не внушающие доверия.

Я выбрал следующие ТОП 3 планшета: ASUS Nexus 7 16Gb, Prestigio MultiPad 4 PMP7480D 3G, Acer Iconia Tab A100 8Gb.

Бренды сами по себе весьма известны на наших просторах, поэтому не вижу смысла говорить о самих компаниях и их разнообразии выпускаемой продукции.

Асус Нексус 7

Пусть первым на очереди будет ASUS Nexus 7, уж очень он мне приглянулся. В интернет магазинах стоимость его как раз в районе 10к, + 200-300 рублей. В фирменных магазинах Асуса он стоит 9900.
Что же у него «под капотом»? Имеет он Android 4.3 версии. Оснащен 4-х ядерным процессором, Qualcomm Snapdragon (APQ8064 1500 МГц) – весьма массивный и злой зверь, я бы так назвал данный процессор. Да еще и видеопроцессор Adreno 320. 2 гига оперативной памяти, да мой старый ПК и то меньше имеет. Встроенной памяти 16 Гиг, тоже вполне достаточно.

ПС: Все 3 модели имеют 7-8-ми дюймовые экраны, так как 10” использовать в авто как навик будет крайне затруднительно.

Нехилое разрешение в 1920×1200 для такого экрана очень много, пикселей глазом человека не увидеть. Матрица IPS. Есть Wi-Fi и есть Bluetooth, куда же без них в наше время то. Кстати версия «Блютуза» — 4.0. Задняя камера на 5, передняя на 1.2 пикселей. Фото выходят достойными. Два динамика, то бишь мы имеем стереозвук. Конечно GPS имеется, да еще и с поддержкой A-GPS. Присутствует ГЛОНАСС. Аккумулятор на 3950 мАч.

Acer Iconia Tab A100

Следующий черед выпал на Acer Iconia Tab A100. Раньше всегда Асер и Асус путал, даже когда ноут покупал, не мог определится между моделью той и другой компании.

Стоимость сего агрегата колеблется в районе 9 тысяч рублей. Имеет 4-й Андроид, однако это такое дело, сегодня 4, а завтра обновишься и до 4,3… Проц на 2 ядра, однако Nvidia Tegra 2 (1000 МГц), процессоры Nvidia Tegra являются самыми лучшими в своем роде и не только по-моему мнению. Оперативки мы имеем 1 Гб, более чем достаточно на сегодняшний день. Встроенной памяти 8 Гб, но не забываем про флешки. Разрешение экрана несколько меньше, 1024×600, но диагональ та же. IPS отсутствует, если он очень кому важен, лично мне – не особо. Видеопроцессор также от NVIDIA. Вай-Фай, Блютуз (2.1 EDR) – все на месте. Тыловая фотокамера на 5 млн пикс., фронтальная имеет 2. GPS, A-GPS конечно же имеются, иначе не было бы этого девайса у нас в списке. Порт micro HDMI. Аккумулятор емкостью 1530 мАч (вот тут действительно маловато).

Престижио Мультипад 4


И напоследок Prestigio MultiPad 4. Стоимость его около 9 000. Стандартно стоит 4,2 Андроид. Имеет 4 ядра, MediaTek MT8389 (1200 МГц). ОЗУ в количестве 1 Гб. Встроенной памяти 16. А вот экран несколько больше, 8” на 1024×768, IPS. Видеопроц. PowerVR SGX544. По мимо Wi-Fi и Bluetooth оснащен 3G модулем — приятное дополнение. Тыловая камера на 8 млн пикс, однако стоит знать, что количество пикселей не в полном ответе за качество, фронтальная на 2 млн. GPS также с приставкой А. Аккумулятор имеет емкость в 4850 мАч. + чехольчик, Престижио любит дарить чехлы.

«GPS» в списке технических характеристик планшетов уже воспринимается как данность. Да и ни одна современная модель без него не обходится. Вот только GPS-модули могут быть разных видов, а потому и функции предлагают разные. В чём отличия и что лучше выбирать?

Итак, A-GPS (assisted global positioning system), технология, модернизировавшая обычную GPS, в некотором плане её улучшив. A-GPS позволяет быстрее определять местоположение девайса, затрачивая вместе с тем и меньше энергии аккумулятора. Плюс, с A-GPS сигнал можно словить в труднодоступных зонах – например, в помещениях, многолюдных улицах мегаполиса и даже в тоннелях. Каким образом?

Технологии

То, сколько времени потребуется на определение вашего местоположения зависит от того, насколько актуален альманах, хранящийся в данном приёмнике, и эфемерид. Альманах передаётся посредством GPS-сигнала и представляет собой совокупную информацию о параметрах спутниковых орбит. Второй тип данных (эфемериды) – корректировка параметров часов, а также спутниковых орбит, без чего вообще невозможно было бы определить координаты. Эфемерид передаётся циклично – каждые 30 секунд спутники посылают данные на приёмники.

При работе обычного GPS-приёмника скорость определения местоположения будет зависеть от того, как долго он был отключён: чем дольше вас не было на связи, тем больше информации должен будет собрать модуль, чтобы не ошибиться в расчётах. Таким образом, 6 часов без активности заставят вас ждать около минуты, а несколько дней «вне сети» затребуют вплоть до 12 минут.

Различают «холодный», «тёплый» и «горячий» старт GPS – в зависимости от того, насколько актуальны альманах и эфемериды.

Обычный GPS-модуль эти данные получает напрямую от спутников, A-GPS работает через «посредников».

Суть изменений

Помимо времени ожидания, обычный GPS также требует и немалый расход энергии. Вот почему, уткнувшись в Google Maps можно и не заметить, как сел аккумулятор. Обе эти проблемы решает A-GPS, но только при одном очень важном условии: если есть доступ к Интернету. Без связи с удалённым сервером, предоставляющим данные для планшета, алгоритмы A-GPS работать, увы, не будут.

Для планшетов с 3G картой и фаблетов с SIM-картой в ход идут базовые операторские станции, благодаря которым точность определения местоположения может достигать 20 м. Чем больше базовых станций в округе (что характерно для крупных городов), тем точнее будут данные навигатора. Именно через них модуль способен так быстро получать данные о нахождении вашего устройства.

Сравнение

По логике вещей, A-GPS лучше обычного GPS модуля: точность определения координат планшета, скорость обработки данных и умеренное потребление заряда аккумулятора должны были сделать эту технологию вездесущей. Однако A-GPS – частое явление именно среди бюджетных планшетов (особенно китайского производства), в то время как флагманские модели оборудованы обычным GPS. В чём подвох?

Как упоминалось выше, технология A-GPS требует подключения к операторской сети – не все планшеты имеют слот для SIM-карт, и далеко не всегда находятся в зоне открытого Wi-Fi. Плюс, вычисление местоположения посредством A-GPS – это всегда использование траффика. Да, он незначителен и некоторые операторы предоставляют необходимые для навигации данные бесплатно, но всегда существует риск заплатить за желание узнать где вы всё-таки находитесь.

Модели и цены

Если вы планируете пользоваться не только Wi-Fi и готовы платить по счетам за 3G, тогда можно спокойно брать модели с A-GPS. Наличие SIM-карты кардинально меняет положение: вам достанется устройство, полное преимуществ. Например, Apple iPad mini 3 Wi-Fi + Cellular : система навигации работает быстро и корректно.

Или другой пример: в некоторых комплектациях тот же Asus MeMO Pad 7 идёт с A-GPS, но слот для SIM-карты не предусмотрен. Модель – одна из самых доступных в своей мощностной категории, однако определить ваше местоположение сможет только при наличии Wi-Fi. Так что, скажем, для авто в качестве навигатора она однозначно не подойдёт.

Обратите внимание, что львиная доля интернет-магазинов не уточняют, какой именно модуль стоит в том или ином планшете: напротив GPS стоит «галочка» – и дело с концом. Если в случае брендовых планшетов переживать не стоит – «GPS» в списке технических характеристик подразумевает именно GPS-модуль. То с «бюджетниками» нужно быть поосторожнее – можно купить абсолютно не то, что вам нужно.