Как получить сверхбыстрое определение местоположения по GPS?

В обществе мгновенных, мгновенных, мгновенных поставок в течение часа, гиперсвязности homo sapiens – животное, которое стало очень нетерпеливым.

И homo sapiens VTTistis не избегает правила, когда включает свой GPS.

Сколько раз вы говорили себе: «Моему GPS требуется вечность, чтобы определить первую позицию …»? 😉

На самом деле, вы не совсем ошибаетесь, но перед тем, как вернуть ваш GPS производителю, мы объясним, как он работает и почему в большинстве случаев это нормально.

Получить геолокацию

Приемник GPS предназначен для приема очень слабого сигнала со спутников геолокации 🛰.

Этот сигнал заглушен электромагнитным шумом (<25 нановольт или 25 миллиардных долей вольт).

Это немного похоже на попытку прислушаться, не упадет ли булавка на кухонную плитку во время посещения Ватикана ⛪️.

Чтобы извлечь полезный сигнал в позиции, электроника приемника, интегрированного в GPS, должна воспроизвести «сигнатуру» каждого спутника, который она ожидает получить, а затем «вставить» эту копию в шум до получения корреляции с полученной сигнатурой. от этих сателлитов. Как правило, ключ должен входить в замок 🔑 ..

⚠ ️ Очевидно, что все, что может препятствовать обзору неба, неизбежно помешает быстрому получению FIX, потому что сигнал, полученный со спутников, будет ослаблен до еще более низкого уровня или даже ухудшится.

При нормальной работе, когда FIX установлен, приемник (набор микросхем) 📡 назначает каждому из своих каналов приема один из спутников, которые он решил «преследовать». Затем каждый канал привязан к спутнику, если сигнал принимается правильно.

Вам нужно как минимум 4 спутника и, следовательно, заблокировать 4 канала для определения местоположения 3D / 4D (L, G, Z) / Скорость.

Дополнительные каналы позволяют повысить точность позиционирования и обеспечить непрерывное слежение как минимум за 4 спутниками.

В настоящее время несколько наборов микросхем имеют возможность многодиапазонной GNSS (GPS + Galliléo + Glonass +…). Большинство чипсетов, доступных на рынке, принимают только в диапазоне сигнала GPS, однако есть общая частота, используемая для Galileo, Glonass и других. Это позволяет приемнику использовать спутники созвездий Глонасс, Галилео и др. как и спутники группировки GPS (первыми появившиеся для геолокации).

Итак: когда ваш GPS «просыпается» (включен), он должен искать и отслеживать как минимум 4 спутника, чтобы вычислить свое первое ИСПРАВЛЕНИЕ.

Остерегайтесь “искаженного” сравнения со смартфоном, который в контексте текущего использования всегда включен и постоянно геолокационирован (если пользователь не установил флажок отказа).

Протокол запуска и подключения GPS-чипа

Чтобы «подключиться» к спутникам, GPS-приемник должен:

• Иметь максимально четкий обзор неба на 360 градусов, чтобы обеспечить видимость спутников, находящихся низко над горизонтом, и качество принимаемого сигнала,

• определить, какие спутники находятся в поле зрения, т. е .:

  • Знай дату и время,
  • Знай свою позицию,
  • Знайте положение спутников в небе.

Дата и время поддерживаются внутренними часами ⏰. Это работает, даже когда GPS-приемник выключен.

Положение приемника GPS – это последнее известное положение.

Альманах и эфемериды GPS

Положение каждого спутника в небе определяется данными изальманах для всего созвездия иэфемериды для получения подробных данных по каждому спутнику.

Данные альманаха

Данные «альманаха» предоставляют всю информацию, необходимую для того, чтобы приемник GPS мог рассчитать приблизительное местоположение каждого спутника в созвездии. Данные альманаха недостаточно точны для определения местоположения, они запоминаются получателем, где остаются действительными в течение 180 дней. Они используются, чтобы определить, какие спутники видны с известной позиции, чтобы приемник мог искать сигнал от этих спутников.

Данные эфемерид

Данные эфемерид позволяют с точностью определять положение каждого спутника, а также позволяют учесть задержку распространения сигнала, скорость спутника, чтобы правильно оценить положение приемника.

Данные эфемерид со спутника транслируются только этим спутником и периодически обновляются (каждые 4–6 часов для системы GPS), чтобы учесть малейшие изменения орбиты спутника. Именно эти данные используются для расчета позиции.

ЗАТЯНУТЫЙ

Эти данные передаются спутниками с очень низкой скоростью, альманах обновляется каждые 12.5 минут, а эфемериды – каждые 4 часа..

• Альманах необходим для начала,
• Эфемериды каждого отслеживаемого спутника важны для расчета точного местоположения.

Чтобы преодолеть длительную продолжительность FIX, наборы микросхем GPS были обогащены функцией A-GPS «Assisted GPS», которая позволяет отправлять данные альманаха и эфемерид через Интернет-соединение (подробнее об этом позже).

«ХОЛОДНЫЙ» запуск – это случай, когда эти данные отсутствуют, повреждены или слишком старые.

Exemples:

• Первый запуск после доставки, после включения в помещении (здании, подвал, гараж и т. Д.),
• длительное пребывание в ящике без использования или без батареи,
• длительная поездка за пределы 100 км от места, предшествовавшего GPS, до выключения,
• повторение очень коротких использований, которые не позволяют обновлять эфемериды, например… .etc.

В отличие от запуска “FACTORY”, при котором данные отсутствуют, большую часть времени приемник не может знать, что его данные неверны, сценарий запуска COLD запускается только после сбоя. общая продолжительность первого ИСПРАВЛЕНИЯ в этом случае больше, чем заводская спецификация.

Le Time To First Fix

Он разделен на три сценария:

1. Холодный или заводской

Это тот случай, когда получатель имеет неточные оценки:

• С его позиции,
• скорости,
• дата и время,
• положение спутников.

В этом случае приемник должен запустить поиск по всем возможным спутникам (31). После приема сигнала со спутника приемник начинает получать информацию из альманаха. Этот альманах передается каждым спутником в течение 12,5 минут.

2. Теплый или нормальный

В этом случае получатель знает:

• Текущая дата и время с точностью до 20 секунд,
• его текущее местоположение с точностью лучше 100 километров,
• его скорость с точностью лучше, чем 25 м / с.

И получатель имеет действительные данные альманаха.

3. Горячий или резервный

Когда приемник имеет действительные данные о времени, местоположении, альманахе и эфемеридах, что позволяет быстро получать спутниковые сигналы.

Конкретно это случай, когда двое включаются с интервалом менее часа.

Случай A-GPS: вспомогательный GPS (A-GPS)

Эта функция позволяет загружать данные альманаха и эфемерид в набор микросхем приемника GPS. Ресивер должен иметь быстрое сетевое подключение к Интернету (через Wi-Fi или Bluetooth) для получения этих данных с сервера (например, Garmin). Эта функция устраняет необходимость в продолжительном времени FIX.

В принципе, все смартфоны 📱 имеют A-GPS, поэтому они не подвержены длительному ХОЛОДНОМУ запуску.

В Garmin A-GPS реализован в новейшем оборудовании (GPS, часы и т. Д.), Однако Garmin рекомендует регулярно обновлять данные через обычное подключение к Интернету.

Поэтому необходимо вникать в каждое руководство пользователя 📖, чтобы узнать о конкретном случае вашего GPS.

Рекомендация по облегчению холодного пуска

• Если ваш GPS-навигатор оснащен A-GPS: Если продолжительность первого ИСПРАВЛЕНИЯ кажется вам большой, дайте рефлекс подключения к Интернету, чтобы обновить эти данные.

• Если в вашем GPS-навигаторе нет A-GPS и продолжительность первого FIX превышает 3 минуты:

  • Разместите GPS-навигатор в таком месте, где он «видит» небо, и, если возможно, более чем на 360 °,
  • пусть GPS сделает свое ИСПРАВЛЕНИЕ, ничего не касаясь, особенно без остановки!
  • Когда ИСПРАВЛЕНИЕ будет выполнено, оставьте его хотя бы на час, ничего не касаясь, чтобы обновить данные, которые транслируются спутниками на низкой скорости.
  • После этого часа работы ваш GPS может быть выключен, и продолжительность следующих ИСПРАВЛЕНИЙ будет короткой.

Пример работы, наблюдаемой с помощью GPS: точность текущего местоположения от 3 до 5 м,

Действие или состояние	Время	Анализировать файл журнала
Нажмите и отпустите кнопку ВКЛ.	0 “
Экран загорается с загрузочным экраном “Soft Version”	20 “	GPS включен
На экране отображается карта	40 “
1 спутник	1’10
Спутники 4	1’25	GPS в порядке
Положение отображается на карте	1’40

📸 ЕКА