Вам не нравится что GPS на Вашем Android слишком долго "ищет и звхватывает спутники" ? Точность определения местоположения хуже 10ти метров? Вы думали что "это GPS на самом деле так работает" ? Ничего подобного. Ваш GPS может обеспечить точность +-5 метров, ато и точнее. И я расскажу Вам как этого добиться. И больше никаких "патчей" или сторонних и "геморных" в использовании "GPS утилит ускоряющих поиск спутников и повышающих точность". Все что необходимо есть в Вашем аппарате. Просто "калибровки" туда производитель вписывает "среднефонарные" - естественно не будет же он каждый телефон калибровать индивидуально. Да и производитель где? В Китае, а калибровать нужно там, где Вы его реально используете.Ниже приведенная инструкция, собрана мною из разных источников по частям и проверена, кроме части "обеспечения максимальной точности", которую проверю позже и сделаю дополнение, но даже без нее, время "холодного старта" GPS, после перезагрузки телефона удалось довести до менее чем 20ти секунд, вместо 1-2х минут до калибровки. При этом захват первых спутников идет менее чем через 3-4 секунды, а "захват GPS" (локализация по спутникам, когда перестает мигать "поиск GPS" и тело переходит на работу по спутникам) - менее 10ти секунд (иногда до 40ка но реже - в зависимости от точности часов Вашего смарта и видимости спутников).
Впечатления от работы обеих методов, чтобы решить какой из них Вам больше по душе, можно прочесть здесь: . Я лично рекомендую "метод калибровки родного GPS" (описанный ниже) - он дает те же результаты, и как по мне много предпочтительнее и удобнее в использовании.
Следует отметить, что с помощью программы, описанной здесь: , скорость активации из "холодного" состояния, всеже чуть шустрее. но более гемеройно, и из за ее "глубокого проникновения в систему GPS Android", она может "сбить" калибровки его "родной системы", о которых ниже. Плюс все что нужно проделать с ее помощью, перед каждым включением GPS делает запуск с ее использованием реально медленее, чем в варианте, изложенном в этой заметке.

Добавлено 30/08/2013 . перед началом калибровки, просмотрите вот эту заметку и проделайте процедуры, которые в ней описаны: . Особенно актуально, если у вас серьезные проблемы с GPS, типа "очень плохо держит спутники" и "лок" "падает" при малейшем ослаблении сигнала, плюс после этого, GPS будет "держать" больше спутников одновременно, что улучшит как стабильность так и точность. Без этих процедур мне не удавалось "привести в норму" GPS под JB 4.1.1 Cink King. После чего проделайте калибровку по методике. изложенной ниже в этой заметке.

*наклонным шрифтом выделены пункты, необходимые для достижения вообще теоретически возможной точности. Пункты наклонным шрифтом могут быть пропущены , это чуть снизит точность (реально раза в 2), на скорости "холодного старта" не скажется.
**Перед процедурой выясните код инженерного меню Вашего аппарата - он Вам понадобится.

1. Точность работы GPS , и особенно скорость "захвата после холодного старта", сильнейшим образом зависят от точности установки времени на Вашем аппарате. Обычно у всех стоит в настройках "Даты и Времени", "синхронизировать время по сети". У меня тоже стояло. Но как выяснилось, при этом аппарат использует для установки времени сотовый сигнал оператора, который в некоторых случаях может давать точность установки времени хуже +-несколько минут, а в моем случае (Киев, опаратор Life) давал отличие от реального времени целых 3 секунды. В общем кал, а не "сигналы точного времени". Есть еще возможность "определять время по GPS", но если Вы не в деревне живете, то это будет жрать много батареи, а толку будет чуть - ни в квартире ни в метро ни в маршрутке, ни в офисе... Ну Вы поняли.
   Поэтому озаботимся сначала утсановкой наиболее точного возможного времени. Для этого я поставил бесплатную программу ClockSync, вот отсюда: https://play.google.com/store/apps/details?id=ru.org.amip.ClockSync&hl=ru , можно еще взять отсюда: http://4pda.ru/forum/index.php?showtopic=171610 . Также можете воспользоваться методикой, которую я описал здесь: - она не требует установки дополнительных программ, но требует ручного редактирования нескольких системных конфигурационных файлов.
   Далее, определяемся с опорным сервером точного времени, который будем использовать. Немаловажно, чтобы он был как можно ближе к Вам, и чтобы время пинга до него было минимальным. Для начала, адреса "пулов" - для Украины это ua.pool.ntp.org, для России ru.pool.ntp.org. Если Вы в другой стране, ищите вот здесь: http://www.pool.ntp.org/ru/ .
   Теперь запускаем терминал, и в нем комманду "ping ua.pool.ntp.org", и смотрим на время отклика. Делаем это раз 10 - каждый раз она будет обращаться к случайному серверу "пула", и обычно к другому. Даже для Украины время "отклика" для разных серверов колеблется от 5ти до 60мс (по наземке), что уж говорить о России с ее размерами. Соответственно выписываем IP адрес сервера, время отклика от которого минимально. Его и будем использовать.
   Запускаем установленную программу ClockSync, Меню > настройки. Первый пункт "NTP сервер". Вписываем туда выбранный IP адрес. Далее, выставляем галочку "автоматическая синхронизация", потом выбираем "Интервал". Чем интервал" меньше - тем чаще будет проходить синхронизация, а это "немножко траффика и множко батареи", с другой стороны, мой аппарат за 3 часа "уходит" аж на 160-180 миллисекунд... Я остановился на 3х часах покачто. Далее галочка "точный интервал" - можете не ставить - чуть сохранит батарею, я лично поставил. "Режим высокой точности" - ставьте, тем более что синхронизация иногда будет идти через сотовую передачу данных с очень нестабильной скоростью (можете не ставить - точность упадет, зато существенно снизится расход батареи при синхронизации). Ставим также "определять часовой пояс",
   Выходим из меню настроек, жмем "меню", и выбираем "синхронизировать" - насколко Ваш аппарат идет "мимо времени" видно на экране. Да, в меню настроек через сутки сможете посмотреть насколько часы Вашего аппарата "спешат/опаздывают" в сутки (мой Fly IQ 450 на 9,21 сек в день).
   PS автоматическая синхронизация времени возможна только на "рутованном" аппарате. Если у Вас не рутованный, там есть в программе "ручной режим", но точность уже будет совсем не та.
   Примечание - добавлено позже. Также есть второй способ точной синхронизации времени, без установки дополнтилеьной программы, я его описал здесь: . После сравнения результатов, я выбрал именно этот способ, но он требует некоторого редактирования конфигурационных файлов.
   Также желательно, если у Вас рутованный аппарат, отредактировать файл /system/etc/gps.conf. А именно, в первой строке, после "NTP_SERVER=", заменить указанный там "дефолтовый", на более подходящий для Вашей страны - например для Украины на ua.pool.ntp.org, или даже на ранее определенный IP адрес, но это будет менее универсально и иногда чревато сбоями, если конкретный сервер не будет работать, поэтому ua.pool.ntp.org универсальнее, зато IP адрес в этом поле может еще больше ускорить начальный холодный старт. Редактирование можно делать с помощью "Root Explorer".
   Со временем разобрались. Далее.
2. Идем в настройки телефона. Местоположение. Отмечаем пункты: "По координатам сети", "Спутники GPS", "Вспомогательные данные", "AGPS", остальное "по вкусу". теперь заходим в пункт "Параметры EPO". Выключаем "EPO" на время калибровки. Здесь все.
3. Запускаем Google Earth , в настройках переключаем его, чтобы показывал координаты в формате градусов и долей. Ищем поблизости место, где будем проводить калибровку. Это должно быть достаточно открытое место, например площадь. Выбираем точку где будем стоять при калибровке (выберите приметы, чтобы стать точно в нее потом), наводим на нее курсор, и записываем показанные координаты до последнего знака. Подготовка окончена - идем "в поле" :) с телефоном.
4. Если использовали п3 - становимся ТОЧНО в точку, которую ранее выбрали . Запускаем "root explorer", заходим в папку /data/misc, удаляем файл mtkgps.dat. Загружаем самые свежие данные AGPS - например через программу Статус GPS (меню>инструменты>Данные AGPS>Загрузить). Проверяем время, например программой ClockSync (несколько раз проверяем, смотрим типичное отклонение, и потом жмем синхронизировать - как пользоваться программой и где взять - см ранее в статье о калибровке времени). Заходим в инженерное меню, LocationBasedServices, выбираем в меню "GPS", и нажимаем кнопку "GPS" (надпись на ней сменится с OFF на ON). Переходим во "View". Ждем пока появится "фикс" (перестанет мигать индикатор GPS), и потом еще не менее 2х минут. После чего жмем RefPosition, и в появившихся окошках вписываем координаты, ранее выписаные с Google Earth" для точки где Вы проводите калибровку (там будут нули). Жмем "ОК". Снова переходим к экрану View, и ждем после "фикса" не менее 2х минут, лучше минут 5. Выходим назад в инженерное меню. Если п3 не выполняли - просто выбираем любое достаточно открытое место. Вынимание - даже не пытайтесь проделывать калибровку на балконе или "из окна" - сделаете только хуже.
5. ****Можете перед калибровкой еще проверить правильность выбора SIM карты для AGPS - если Ваш сотовый оператор "глюкало", а карты две и два оператора, то можно выбрать менее глючного, это в случае если был выбран "глюкавый", может существенно ускорить работу GPS, ато и "оживить" "неработающий напрочь GPS" процедура описана в самом конце заметки.
6. Заходим в "Инженерное меню" (для моего FLY IQ 450 и многих китайцев-клонов это код *#*#3646633#*#*, который набираем там где обычно набираете номер телефона при звонке, у Вас может быть другой). Находим "YGPS location", и запускаем. Телефон держите вертикально.
7. Переходим на вкладку Information . Жмем кнопку "Full".
8. Переходим на вкладку "Satellites" , ждем когда появится минимум 5 спутников (лучше больше - у меня их было 11 при настройке), и после того как они "появятся и позеленеют", ждем еще минимум 2 минуты, удерживая аппарат неподвижно (можно дольше - хуже не будет - только лучше). Это первичная калибровка. У меня она заняла минуты 3, но у некоторых аппаратов по отзывам может занять и до получаса.
9. Идем в пункт Information" , жмем "Cold". Далее как в п 8. Пункт 9 повторяем 3 раза. Можно больше.
10. Снова в Information. Жмем "Warm". далее как в п.8. Повторять уже не обязательно.
11. Снова в Information" . Жмем "Hot". Далее как в п 8.
12. Если Вы выполняли пункт 3 , выходите в инженерное меню, выбираете пункт "LocationBasedService", переходим на вкладку "View" (на забудьте активировать GPS как описано в п 4), и ждем пока определится максимум спутников. Минимум 7, лучше больше (чем больше, тем точнее калибровка), и после того как определится максимум, ждем еще 2 минуты. После чего идем во вкладку GPS, и жмем "RefPosition". У Вас появятся две цифры, от той, что Вы ранее записали используя Google Earth, они будут отличаться скорее всего тысячными. Исправляете обе на те, что Вы записали ранее в п3. Жмем "ОК". Теперь переходим во вкладку GPS и ждем минут 5 держа телефон неподвижно. Вот в этом месте - чем дольше - тем лучше. Программа GPS, получив реальные координаты, сравнивает их с теми что "получаются у нее" и вносит коррекции. их уточняя. Ниже в окошке увидите счетчик "процесса" и данные, которые врем от времени меняются.
13. Выходим из инженерного меню, перезагружаем телефон.
14. Все. Радуемся шустрому и точному GPS.

После полностью выполненной инструкции, реальная точность определения позиции (вычисленная по google earth а не та, которую показывает сам GPS), составила ~2.3-2.5 метра (GPS показывал точность в 5-6 метров в статусе), при "видимых" 9ти спутниках, и 8 метров (GPS показывал точность 10.5 метров в статусе) при видимых 7ми спутниках -спутники движутся и раз на раз не приходится в смысле день на день.

PS Если Вы собираетесь использовать также программу, описанную здесь: , то учтите что калибровать нужно после ее установки. И в случае ее деинсталяции - калибровать повторно - скидывает при деинсталяции калибровочные данные, и GPS снова начинает "искать спутники по нескольку минут". Загрузка ее данных "ускорения" ВРОДЕ БЫ не влияет на калибровку, но и смысла не имеет - разница по скорости "в пределах статистической погрешности". Но кажется, реальная точность чуть лучше, со свежезагруженными ее данными (процентов на 20, но тоже в пределах статпогрешности по сути). Также имейте в виду, что загруженные данные вышеуказанной программы быстро устаревают, и спустя день-два уже наоборот будут тормозить GPS и снижать точность (по сравнению с просто нормально откалиброванным родным по вышеописанной в этой статье методике). Плюс я ее снес нафик:) Бо во первых не нужна, а во вторых с ней можно получить "GPS который ничего не определяет", если забыли загрузить новые данные. Даже если Вы нажали кнопку "сбросить загруженные данные" и саму программу не запускаете. По кр мере у меня раз так случилось - проверять грабли еще раз не стал.

PPS В нете бродят слухи, что "включение данных EPO" (специфические данные GPS для чипов MTK), дающих некоторое ускорение "холодного старта", уменьшают количество "захватываемых спутников". Это наврядли. Количество захватываемых спутников определяется их "количеством над головой в данный момент" и высотой над горизонтом (в городе, те что над самым горизонтом обычно не видны). Но всеже при калибровке ее лучше выключить. И использовать только если Вы едете в место, где инет возможно будет не доступен. Тогда она Вам даст реальное ускорение запуска (в ней загружаются данные за месяц вперед). В обычной ситуации лучше пользоваться только AGPS - ее данные свежее, и соответственно точнее, поэтому скорость "старта" с ней типично выше.

PPPS Ниже "референсная информация" для тех, кому достался аппарат, с полностью нерабочим GPS. Стоит ее проверить - причина может быть в том, что у Вас вписано в настройки что то отличное от нижеприведенного:

В инженерном меню, в пункте LocationbasedService, во вкладке AGP S:

Должно быть включено Enable A-GPS, MSB, User Profile, SLP Template - GOOGLE, supl.google.com, 7275, TLS Enable, RRLP, IMSI, K-Value.
Horizontal Accuracy - 22, Vertical Accuracy - 0, Location Age - 0, Delay - 0. Выбрано Location Estimate.
*********Выбор SIM карты для AGPS
Идем на вкладку NET - выбираем - нажимаем смотрим карту(вкладка Map), там должен появится адрес по которому вы находитесь, или близкий к нему. Тоже делаем с . Сравниваем, что точнее к вашему реальному положению, и на вкладке AGPS выбираем предпочитаемую симку.
На вкладке AGPS нажимаем
Да, если что то из перечисленного в этом PS отличалось от настроек Вашего аппарата, или если Вы сменили симку, к которой у Вас привязан AGPS - калибровку нужно провести по новой.

PS О влиянии точности хода часов на время "холодного старта GPS".

Из "неудобного места" - балкон, сверху все перекрыто бетоном, двор-колодец - дома с 4х сторон, небу "кусочек сверху", едва видно 4 спутника (едва потом что видно 3, а 4й то появляется то пропадает). телефон откалиброван по методике, изложенной выше (до калибровки в этих условиях захвата вообще не было). Часы "отстают" на ~160мс (со времени калибровки часов программой ClockSync прошло 2 часа). Время "холодного старта" ~250-300 сек. После принудительной калибровки времени программой ClockSync - время "холодного старта" ~100сек. Впрочем это условия. в которых GPS обычно вообще не работоспособен, но хорошо иллюстрируют влияние точности хода часов на время "холодного старта".

PPS Для форсирования загрузки данных AGPS, например если Вы находитесь далеко от места, где они были загружены - типа уехали километров на 200 на рыбалку/отдых итд, и загруженные дома данные AGPS стали неактуальны, что может отрицательно сказаться на времени "холодного старта".

Можно использовать программу "Статус GPS" вот отсюда: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.eclipsim.gpsstatus2&hl=ru . Запускаете эту программу. Слева внизу под "координатным кругом", - возраст данных AGPS в часах. Нажимаете Меню > Инструменты > Данные A-GPS. Потом "загрузить".

Карманная геолокация - дело довольно распространенное и в последнее время привычное. Сейчас на всех моделях современных телефонов есть GPS-система. Но часто по поводу нее у пользователей возникают вопросы. Например, они интересуются, как улучшить GPS-прием на "Андроиде" или IOS, чтобы получать более точную информацию о местонахождении или удобнее играть в игры, которые требуют детальной геолокации. Разберем эту проблему и выясним, что можно сделать.

GPS - это система, которая позволяет смартфону использовать навигационные приложения и определять ваше местонахождение, чтобы построить наилучший вариант маршрута до точки назначения. Основывается на получении данных от спутников, находящихся в космическом пространстве.

Зачем он мне?

GPS-навигация используется навигационными приложениями. Вместе они помогают добраться до нужного места без детального изучения бумажных карт местности и опроса окружающих на тему "Куда ехать дальше и где повернуть?"

Самые известные бесплатные "Яндекс.Карты" или "Яндекс.Навигатор", GoogleMaps и MapsMe. Еще в интернете можно найти пиратскую версию "Навитела". Но программа может быть старого года выпуска. В этом случае она способна завести вас на несуществующие дороги и под "кирпич". Кроме того, программа может быть заражена вирусом. Тогда есть вероятность, что она "сломает" систему вашего смартфона, и вам придется менять не только навигатор, но и телефон или как минимум его прошивку.

Сейчас самые распространенные и современные модели телефонов - это IPhone на базе IOS и поддерживающие иную систему телефоны ("Андроид"). GPS в них используется в более усовершенствованном виде - A-GPS. Это функция, увеличивающая скорость работы приложения при холодном и горячем старте, за счет других каналов связи (WI-FI, сотовая), а также повышающая точность позиционирования.

Ситуация, когда телефон не может подключиться к новым спутникам при включении приложения. В этом случае он работает автономно по данным, переданным при предыдущем включении теми спутниками, к которым он подключался. Горячий старт - когда спутники сразу же включаются в работу. Они появляются на экране приложения или в специальной вкладке отслеживания их работы и приема данных.

Первый вариант улучшения сигнала

Способов, как улучшить GPS-прием на "Андроиде" или IOS, огромное количество. Разберем 3 самых известных. Первым и самым простым способом, как усилить сигнал GPS, является включение соответствующего режима в настройках телефона. Для этого проделываем следующие шаги:

• Включаем GPS (геолокацию) и заходим в настройки телефона.
• Находим раздел "Геоданные".
• Выбираем верхнюю кнопку "Режим".
• Открывается окно с названием "Метод обнаружения".
• Выбираем пункт "Высокая точность".

Производительность телефона благодаря включению точности повысится. Одновременно время его работы без подзарядки может уменьшиться в несколько раз. Все дело в том, что включенный навигатор будет просто "съедать" батарею.

Второй способ, как улучшить GPS-прием на "Андроиде"

Второй вариант является более сложным. Зато он помогает так же часто, как и первый. Необходимо скачать приложение для очистки данных GPS. После обновления информации о спутниках система навигации начнет работать лучше, чем прежде. Но этот вариант может не подойти для некоторых телефонов по причине несовместимости приложения и модели, нехватки места и т. п.

Самый сложный, но надежный метод

Существует и третий, самый сложный вариант решения проблемы, как улучшить GPS-прием на "Андроиде". Он больше подходит для компьютерных гениев. Его суть заключается в переделке системного файла, контролирующего работу GPS-системы телефона. Разберемся по порядку:

1. Необходимо извлечь файл GPS.CONF, находящийся в папке system/etc/gps/conf, через специальные программы, которые дают доступ к системным файлам. Затем перемещаем его во внутреннюю память телефона или на SD-карту, чтобы его можно было открыть на компьютере в дальнейшем.
2. Изменение настроек GPS.CONF проводится через программу Notepad++ на обычном ПК. А подключение телефона к компьютеру осуществляется через стандартный USB-провод.
3. Далее нужно изменить настройки NTP-сервера, с помощью которого происходит синхронизация времени. Обычно в них указано что-то вроде этого - north-america.pool.ntp.org. Запись необходимо переписать - ru.pool.ntp.org или europe.pool.ntp.org.В итоге должно получится вот так: NTP_SERVER=ru.pool.ntp.org.
4. Также не лишним будет вписать дополнительные сервера, не внося в них никаких изменений: XTRA_SERVER_1=http://xtra1.gpsonextra.net/xtra.bin, XTRA_SERVER_2=http://xtra2.gpsonextra.net/xtra.bin, XTRA_SERVER_3=http://xtra3.gpsonextra.net/xtra.bin.
5. Далее необходимо решить, будет ли GPS-приемник использовать WI-FI для усиления сигнала. При вписывании параметра ENABLE_WIPER= надо поставить цифру, которая будет разрешать (1) или запрещать (0) использование беспроводного подключения. Например, ENABLE_WIPER=1.
6. Следующий параметр - скорость подключения и точность данных. Там ваш выбор следующий: INTERMEDIATE_POS=0 <—— (точно, но медленно) или INTERMEDIATE_POS=1 <—— (не точно, но быстро).
7. В типе использования передачи данных знающие люди советуют ставить User Plane, который отвечает за широкую передачу абонентских данных. Тогда в строке программы пишется DEFAULT_USER_PLANE=TRUE.
8. Точность GPS-данных отслеживается через параметр INTERMEDIATE_POS=, в строке которого можно задать как учитывание всех без исключения данных, так и удаление погрешностей. Если поставить после знака "=" 0 (ноль), то геолокация будет учитывать все, что найдет, а если 100, 300, 1000, 5000 - она удалит погрешности. Программисты рекомендуют ставить 0. Но если вы хотите попробовать, то можно использовать удаление погрешностей.
9. Применение функции A-GPS, как уже говорилось выше, поддерживается или автоматически включается на всех современных устройствах. Но если вы все же хотите, чтоб функция точно работала, то в строке задействования A-GPS нужно поставить DEFAULT_AGPS_ENABLE=TRUE.
10. Итоговый вариант файла нужно сохранить и скинуть на телефон, после чего перезагрузить его.

Важный момент: если вы не хотите проделывать это все сами по различным причинам, например из-за лени, страха сломать что-то в системе и т. п., то можно найти файл GPS.CONF с нужными вам параметрами и просто скопировать его на свой смартфон. Остается только перезагрузить телефон и пользоваться улучшенным GPS.

Почему еще не работает GPS на "Андроиде"?

У проблемы имеются и другие причины. Бывает такое, что не работает GPS на "Андроиде" совсем (не включается, не ищет спутники и т. д.). С этой проблемой может помочь разобраться снос системы до заводских настроек. Это делается через настройки телефона. Кроме того, гаджет можно перепрошить или отдать его работникам сервисного центра, которые "покопаются" в электронике и исправят недочет.

Точность измерений с помощью ГЛОНАСС/GPS зависит от конструкции и класса приёмника, числа и расположения спутников (в реальном времени), состояния ионосферы и атмосферы Земли (сильной облачности и т.д.), наличия помех и других факторов.

"Бытовые" GPS-приборы, для "гражданских" пользователей, имеют погрешность измерения в диапазоне от ±3-5м до ±50м и больше (в среднем, реальная точность, при минимальной помехе, если новые модели, составляет ±5-15 метров в плане). Максимально возможная точность достигает +/- 2-3 метра на горизонтали. По высоте - от ±10-50м до ±100-150 метров. Высотомер будет точнее, если проводить калибровку цифрового барометра по ближайшей точке с известной точной высотой, (из обычного атласа, например) на ровном рельефе местности или по известному атмосферному давлению (если оно не слишком быстро меняется, при перемене погоды).

Измерители высокой точности "геодезического класса" - точнее на два-три порядка (до сантиметра, в плане и по высоте). Реальная точность измерений обусловлена различными факторами, например - удаленностью от ближайшей базовой (корректирующей) станции в зоне обслуживания системы, кратностью (числом повторных измерений / накоплений на точке), соответствующим контролем качества работ, уровнем подготовки и практическим опытом специалиста. Такое высокоточное оборудование - может применяться только специализированными организациями, специальными службами и военными.

Для повышения точности навигации рекомендуется использовать многосистемный Glanas / GPS-приёмник - на открытом пространстве (нет рядом зданий или нависающих деревьев) с достаточно ровным рельефом местности, и подключать дополнительную внешнюю антенну. Для целей маркетинга, таким аппаратам приписывают "двойную надёжность и точность" (ссылаясь на, одновременно используемые, две спутниковые системы, Глонасс и Джипиэс), но реальное фактическое, улучшение параметров (повышение точности определения координат) может составлять величины - лишь до нескольких десятков процентов. Возможно только заметное сокращение времени горячего-тёплого старта и продолжительности измерений.

Качество измерений джипиэс ухудшается, если спутники располагаются на небе плотным пучком или на одной линии и "далеко" - у линии горизонта (всё это называется "плохая геометрия") и есть помехи сигналу (закрывающие, отражающие сигнал высотные здания, деревья, крутые горы поблизости). На дневной стороне Земли (освещённой, в данный момент, Солнцем) - после прохождения через ионосферную плазму, радиосигналы ослабляются и искажаются на порядок сильнее, чем на ночной. Во время геомагнитной бури , после мощных солнечных вспышек - возможны перебои и длительные перерывы в работе спутникового навигационного оборудования.

Фактическая точность джипиэски зависит от типа GPS-приемника и особенностей сбора и обработки данных. Чем больше каналов (их должно быть не меньше 8) в навигаторе, тем точнее и быстрее определяются верные параметры. При получении "вспомогательных данных A-GPS сервера местоположения" по сети Интернет (путём пакетной передачи данных, в телефонах и смартфонах) - увеличивается скорость определения координат и расположения на карте.

WAAS (Wide Area Augmentation System, на американском континенте) и EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Services, в Европе) - дифференциальные подсистемы, передающие через геостационарные (на высоте от 36 тыс.км в нижних широтах до 40 тысяч километров над средними и высокими широтами) спутники корректирующую информацию на G P S-приёмники (вводятся поправки). Они могут улучшить качество позиционирования ровера (полевого, передвижного приемника), если поблизости располагаются и работают наземные базовые корректирующие станции (стационарные приёмники опорного сигнала, уже имеющие высокоточную координатную привязку). При этом полевой и базовый приёмник должны одновременно отслеживать одноимённые спутники.

Для повышения скорости измерений рекомендуется применять многоканальный (8-и канальный и более), многосистемный (Glonas / Gps) приёмник с внешней антеной. Должны быть видимы, как минимум, три спутника ГПС и два ГЛОНАСС. Чем их больше, тем лучше результат. Необходима, так же, хорошая видимость небосвода (открытый горизонт).

Быстрый, "горячий" (длительностью в первые секунды) или "тёплый старт" (полминуты или минута, по времени) приёмного устройства - возможен, если он содержит актуальный, свежий альманах. В случае, когда навигатор долго не использовался, приёмник вынужден получать полный альманах и, при его включении, будет производиться холодный старт (если прибор с поддержкой AGPS, тогда быстрее - до нескольких секунд).

Для определения только горизонтальных координат (широта / долгота) может быть достаточно сигналов трёх спутников. Для получения трёхмерных (с высотой) координат - нужны, как минимум, четыре сп-ка.

GPS-навигации и степень доверия к ее показаниям. Насколько можно приближаться к какой-либо навигационной опасности, полагаясь только на приемник GPS-навигатора? К сожалению, однозначного ответа на этот вопрос не существует. Это связано со статистическим характером ошибок GPS-навигации. Рассмотрим их подробнее.

На скорость распространения радиоволн влияют ионосфера и тропосфера, ионосферная и тропосферная рефракция. Это главный, после отключения SA, источник погрешностей. Скорость радиоволн в пустоте постоянна, но при входе сигнала в атмосферу изменяется. Для сигналов от разных спутников задержка времени различна. Задержки распространения радиоволн зависят от состояния атмосферы и высоты спутника над горизонтом. Чем ниже , тем больший путь проходит его сигнал через атмосферу и тем больше искажения. Большинство приемников исключают использование сигналов от спутников с возвышением над горизонтом менее 7,5 градусов.

Кроме того, атмосферные помехи зависят от времени суток. После захода солнца плотность ионосферы и ее влияние на радиосигналы уменьшается, явление, хорошо знакомое радистам-коротковолновикам. Военные и гражданские приемники GPS-навигаторов могут автономно определять атмосферную задержку сигнала, сравнивая задержки на разных частотах. Одночастотные потребительские приемники вносят приблизительную поправку на основании прогноза, передаваемого в составе навигационного сообщения. Качество этой информации в последнее время выросло, что дополнительно повысило точность GPS-навигации.

Режим SA.

Для сохранения преимущества высокой точности для военных GPS-навигаторов с марта 1990 года был введен режим ограничения доступа SA (Selective Availability), искусственно снижающий точность гражданского GPS-навигатора. При задействованном режиме SA в мирное время добавляется ошибка в несколько десятков метров. В особых случаях могут вводиться ошибки в сотни метров. Правительство США отвечает за работоспособность системы GPS перед миллионами пользователей, и можно рассчитывать, что повторное включение SA, и тем более, столь значительное снижение точности не будет введено без достаточно серьезных причин.

Загрубление точности достигается путем хаотического сдвига времени передачи псевдослучайного кода. Ошибки, возникающие от SA, - случайные и равновероятные в каждую сторону. SA влияет также на точность курса и скорости по GPS-навигатору. По этой причине неподвижный приемник часто показывает слегка изменяющиеся скорость и курс. Так что оценить степень воздействия SA можно по периодическим изменениям курса и скорости по GPS.

Погрешности в эфемеридных данных при GPS-навигации.

Прежде всего это погрешности, связанные с отклонением спутника от расчетной орбиты, неточностями часов, задержками сигнала в электронных схемах. Коррекция этих данных производится с Земли периодически, в промежутках между сеансами связи ошибки накапливаются. Ввиду малости эта группа погрешностей не имеет значения для гражданских пользователей.

Крайне редко, но могут иметь место более крупные ошибки из-за внезапных сбоев информации в устройствах памяти спутника. Если такой сбой не выявляется средствами самодиагностики, то до момента обнаружения ошибки наземной службой и передаче команды о неисправности спутник может какое-то время передавать неверную информацию. Происходит так называемое нарушение непрерывности или как часто переводят термин integrity, целостности навигации.

Влияние отраженного сигнала на точность GPS-навигации.

Кроме прямого сигнала от спутника GPS-приемник также может принять сигналы, отраженные от скал, зданий, проходящих судов — так называемое характеризующие многолучевое распространение (multypath). Если прямой сигнал закрыт от приемника надстройками или такелажем судна, отраженный сигнал может быть сильнее. Этот сигнал проделывает более длинный путь, и приемник «думает», что находится дальше от спутника, чем на самом деле. Как правило, эти ошибки намного меньше 100 метров, поскольку только близко расположенные предметы способны дать достаточно сильное эхо.

Спутниковая геометрия при GPS-навигации.

Зависит от расположения приемника относительно спутников, по которым определяется позиция. Если приемник поймал четыре спутника и все они находятся на севере - спутниковая геометрия плохая. Результат — ошибка до 50-100 метров или даже невозможность определения координат.

Все четыре измерения - из одного и того же направления, и область пересечения линий положений слишком велика. Но если 4 спутника будут расположены равномерно по сторонам горизонта, то точность намного возрастет. Спутниковая геометрия измеряется геометрическим фактором PDOP (Position Dilution Of Precision). Идеальному расположению спутников соответствует PDOP = 1. Большие значения говорят о плохой спутниковой геометрии.

Пригодными для навигации считаются значения PDOP меньше 6,0. В двухмерной навигации применяется HDOP (Horizontal Dilution Of Precision), меньше 4,0. Также используются вертикальный геометрический фактор VDOP, меньше 4,5, и временной TDOP, меньше 2,0. PDOP служит множителем для учета ошибок от других источников. Каждая измеренная приемником псевдодальность имеет свою погрешность, зависящую от атмосферных помех, ошибок в эфемеридах, режима SA, отраженного сигнала и так далее.

Так, если предполагаемые значения суммарных задержек сигнала по этим причинам, URE — User Range Error или UERE — User Equivalent Range Error, по-русски ЭДП - эквивалентная дальномерная погрешность, в сумме составляют 20 метров и HDOP = 1,5, то ожидаемая ошибка определения места будет равна 20 х 1,5 = 30 метров. Приемники GPS-навигаторов по-разному представляют информацию для оценки точности с использованием PDOP.

Кроме PDOP или HDOP, используется GQ (Geometric Quality) — величина, обратная HDOP, или качественная оценка в баллах. Многие современные приемники показывают ЕРЕ (Estimated Position Error - ожидаемую ошибку позиции) непосредственно в единицах дистанции. ЕРЕ учитывает расположение спутников и прогноз погрешности сигналов для каждого спутника в зависимости от SA, состояния атмосферы, ошибок спутниковых часов, передаваемых в составе эфемеридной информации.

Спутниковая геометрия также становится проблемой при использовании приемника GPS-навигатора внутри транспортных средств, в густом лесу, горах, вблизи высоких зданий. Когда сигналы от отдельных спутников блокированы, положение оставшихся спутников определит, насколько точной будет позиция GPS, и их число покажет, может ли позиция вообще быть определена. Хороший приемник GPS-навигатора покажет не только, какие спутники используются, но и их местоположение, азимут и возвышение над горизонтом, так что вы можете определить, затруднен ли прием данного спутника.

По материалам книги «Все о GPS-навигаторах».
Найман В.С., Самойлов А.Е., Ильин Н.Р., Шейнис А.И.

Практическое применение одной из наиболее выдающихся современных разработок - системы глобального позиционирования GPS (Global Positioning System), точность определения местонахождения объекта зависит от степени погрешности, возникающей при измерении расстояний от терминала до спутников. От степени влияния целого ряда факторов зависит, насколько точно будет определено местоположение GPS-приемника, будет эта погрешность составлять один метр или десяток, а то и сотню метров.

К факторам, оказывающим непосредственное влияние на степень погрешности, можно отнести следующие:

Специальная погрешность (SA);

Качество геометрии спутников;

Гравитационные влияния;

Влияния ионосферы;

Влияния тропосферы;

Отражения сигналов;

Относительность измерения времени;

Округление и вычислительные ошибки

Специальная погрешность

Данный фактор представляет собой искусственную погрешность, намеренное искажение времени сигнала, посылаемого спутником, в результате чего точность определения местоположения объекта прибором GPS снижалась до 50-150 метров. Погрешность искусственно вносилась в сигналы спутников в соответствии с требованиями режима SA - selective availability (селективного доступа), задачей которого было ограничить точность измерений для гражданских GPS-приемников.

Причина создания «специальной погрешности» заключалась в обеспечении государственной безопасности США. В момент организации и развития система глобального позиционирования GPS являлась исключительно военной разработкой, призванной обеспечить потребности силовых структур. Лишь с течением времени навигационная система получила коммерческое применение, возможность определять местоположение появилась и у гражданских лиц. Помимо исключительно мирных целей, система позиционирования могла быть использована для различных злонамеренных действий, которые представляли бы прямую угрозу для безопасности. Так, террористические организации получили бы возможность использовать GPS для определения местонахождения стратегических объектов и точного наведения дистанционного оружия.

Режим селективного доступа все-таки был отключен вследствие широкой распространенности системы глобального позиционирования, произошло это в мае 2000 года, и решение об этом принял лично президент США. Событие стало ключевым в истории развития GPS-навигации, еще бы – ведь с этого момента для частных коммерческих предприятий и простых граждан открылись новые горизонты использования системы точного определения координат. С момента отключения режима SA точность показаний приборов повысилась с 50-100 метров до 6-7 метров. Предпосылкой к полному отключению послужило частичное отключение, предпринятое в 1990 году, во время войны в Персидском заливе. Тогда армии США не хватало собственных штатных приемников, позволявших ориентироваться в пустыне, и было закуплено порядка 10 тыс. единиц навигаторов «гражданского» предназначения.

Качество геометрии спутников

Очередным фактором, влияющим на точность показаний GPS-приемника, является качество геометрии спутников – характер взаимного расположения спутников относительно приемника. Точность определения местоположения напрямую зависит от количества спутников в «зоне видимости» прибора, а также от того, как эти спутники распределены на небосводе. Все расчеты построены не столько на определении расстояния как такового, но и на пересечении прямых, образованных расстояниями от приемника GPS до каждого из видимых спутников. Именно эти пересечения формируют зону вероятного нахождения объекта, и чем обширнее зона, тем ниже точность определения.

Оптимальным вариантом измерения считается соотношение расстояний от терминала до четырех спутников одновременно, для создания подобных условий в любой точке земного шара по орбите Земли кружат 28 спутников. Спутники равномерно распределены по орбите на высоте 20350 км. Для высокой точности измерений необходимо, чтобы спутники, находясь в пределах видимости прибора, были разнесены на максимально возможное расстояние. Если же все четыре спутника будут расположены, к примеру, только на северо-западе относительно прибора, не исключен вариант, что определить местоположение будет невозможно, либо точность определения будет неудовлетворительной (100 – 150 м.). Область вероятного расположения прибора (пересечения прямых) будет весьма значительной, что негативно отразится на точности.

Особенно важным качество геометрии спутников является при расположении приемника GPS в местности, где спутники могут быть заслонены естественными или искусственными преградами. Это могут быть горы, ущелья, высотные здания, в такой местности важно количество спутников, которые прибор может засечь одновременно, чем меньше спутников оказывается в пределах видимости, тем ниже точность определения местоположения. В то время как один или несколько спутников остаются скрытыми, или же сигнал какого-либо из спутников заблокирован, система предпринимает попытки определить положение с помощью остальных спутников.

Существует система оценки качества геометрии спутников, которая используется производителями навигационных GPS-приборов и которая характеризует уровень потери точности непосредственно из-за расположения спутников. Показатель DOP (Delution of Precision - понижение точности), учитывает количество видимых спутников в определенный момент времени и расположение спутников относительно друг друга.

Помимо универсального показателя DOP применяются его модификации:

PDOP – этот показатель учитывает понижение точности определения местоположения без учета возможных погрешностей при определении времени;

GDOP – учитывает понижение точности с учетом временных погрешностей;

HDOP – учитывает только горизонтальную точность определения положения;

VDOP – показатель учитывает только вертикальную точность;

TDOP – учет точности времени

Пользователями приборов используется общее правило – чем выше значения показателей DOP, тем ниже точность определения. Кроме того, на качество геометрии спутников влияет широта, на которой находится приемник, а также близость к одному из полюсов Земли (влияние атмосферы).

Гравитационные влияния

Движение спутников, обеспечивающих работу системы GPS, по своим орбитам является достаточно стабильным, однако все же случаются некоторые отклонения. Причиной этих отклонений является гравитационное поле космических объектов – Солнца и Луны. Для преодоления подобных влияний данные о текущей орбите непрерывно корректируются и отправляются к приемникам уже в обработанном виде. Но, несмотря на принятые меры, гравитационные влияния все же приводят к погрешностям в измерении местоположения, такие погрешности могут приводить к потере точности определения до 2 метров.

Влияния ионосферы

Фактором, который имеет существенное влияние на точность вычислений, является разница в скорости прохождении сигнала от спутника в космосе и разных слоях атмосферы. Так, если в открытом космосе скорость сигнала равняется скорости света, то в тропосфере, а также в ионосфере эта скорость является более низкой.

На высоте от 80 до 100 км от Земли в результате воздействия энергии Солнца сконцентрировано значительное количество положительно заряженных ионов. В слоях ионосферы сигналы от спутников, представляющие собой электромагнитные волны, преломляются, за счет чего увеличивается время их прохождения через эти слои. Для преодоления влияния этого фактора используются корректирующие вычисления, проводимые самим приемником, поскольку возможные скорости прохождения сигнала через различные слои ионосферы достаточно хорошо изучены.

Но все же GPS терминалы (gps-трекеры), предназначенные для гражданского использования, не в силах выполнять корректировку в случае непредвиденных изменений, которые могут быть вызваны солнечными ветрами. Приемники, разработанные для нужд армии, принимают два вида сигналов с различной частотой, соответственно – с различной скоростью прохождения в ионосфере. Поэтому разница во времени их прибытия позволяет скорректировать погрешность, возникающую при вычислениях скорости прохождения сигналов через ионосферу.

Влияния тропосферы

При прохождении сигнала через тропосферу возникают искажения, вызванные погодными факторами, а именно – различной концентрацией водяного пара. Предугадать уровень концентрации пара настолько же сложно, насколько затруднительно предсказывать погоду, поэтому внести коррекцию методом вычислений крайне проблематично. С другой стороны, величина погрешности, вызванная особенностями прохождения сигнала через тропосферу заметно ниже влияния ионосферы, поэтому используется примерная поправка.

Однако данные спутников, которые расположены под углом менее 10° к горизонту, не включаются в измерения именно по этой причине, поскольку искажения достаточно высоки. Более точно настроить приемники позволяют погодные карты различных регионов. Геостационарные системы навигационного покрытия WAAS (Америка) и EGNOS (Европа) отсылают скорректированные сигналы для приемников, которые поддерживают дифференцированные поправки, эти данные заметно улучшают точность определения местоположения.

Отражения сигналов

Крупные объекты, находящиеся на пути сигнала – высотные здания и прочие объекты, часто становятся причиной его отражения, которое принимается терминалом GPS вместе с прямыми сигналами. Это приводит к искажению дальности, так как отраженному сигналу требуется больше времени, чтобы достичь приемника, погрешность в результате отражения может составлять несколько метров.

Также помехой для спутниковых измерений могут стать достаточно мощные источники излучений – радиостанции, локаторы, т.п.

Относительность измерения времени

Смысл очередного фактора, влияющего на погрешность в измерениях координат положения объекта, заключается в утверждениях теории относительности. В частности, согласно этой теории, при более высоких скоростях время течет медленнее. Спутник движется по орбите со скоростью около 12 тыс. км/ч., а уже при скорости 3874 км/ч. время для движущегося объекта течет медленнее, чем для неподвижного объекта (на Земле). Разница во времени (сигналы о точном времени отправляются со спутника в составе общего пакета данных) составляет 7,2 микросекунды в день. Впрочем, погрешность, вызванная этим фактором, является незначительной в сравнении со следующим утверждением той же теории относительности.

Теория относительности также свидетельствует о том, что время находится в зависимости от силы гравитации – чем сильнее гравитационное поле, тем медленнее движется время. То есть, относительно объекта, который находится на земле, часы спутника будут идти быстрее, так как последний подвергается заметно меньшим гравитационным влияниям. Данный эффект мог бы привести к отклонениям на 38 микросекунд в день, что равнялось бы ошибкам в расчетах на 10 км. Для нейтрализации подобных эффектов нет необходимости вносить постоянные корректировки и проводить дополнительные вычисления, вместо этого было решено привести частоту часов на спутниках к определенному значению.

Еще один эффект, который учитывается при измерениях GPS только в особых случаях, известен ка «эффект Сагнака». Общий смысл явления заключается в том, что объект, находящийся на Земле в неподвижном состоянии, передвигается со скоростью порядка 500 км/ч (скорость вращения Земли). Явление приводит к определенным искажениям и зависит от направления движения объекта, поэтому для коррекции необходимы достаточно сложные вычисления. Искажения являются незначительными, хотя в некоторых случаях при измерениях принимается во внимание и этот фактор.

Округление и вычислительные ошибки

В тот момент, когда приемником GPS выполняются вычисления местоположения, данные о времени (терминала) синхронизируются с данными о времени на спутнике. Однако округления, производимые приемником при вычислениях, все же являются причиной погрешности, которая колеблется в пределах 1 м.

Заключение

Резюмируя информацию, изложенную в данной статье, мы приводим таблицу, в которой факторы, приводящие к искажению расчетов, отражены в виде примерного расстояния погрешности определения координат.

В сумме все причины, которые влияют на точность определения местонахождения объекта, составляют погрешность приблизительно до 15 метров. До момента отключения режима селективного доступа SA погрешность составляла до 100 метров. На уменьшение погрешности существенно влияют откорректированные данные систем WAAS и EGNOS, позволяющие сократить влияние тропосферы, гравитационные влияния, приводящие к ошибкам определения орбиты спутника. Таким образом, погрешность дополнительно может быть уменьшена еще на 3 – 5 метров.