Какой навигатор работает без интернета

Как улучшить прием

Ниже рассмотрим, что делать, если сигнал GPS потерян, или периодически пропадает, передается с перебоями. Приведем советы по устранению аппаратных и программных проблем.

Калибровка компаса

Калибровка GPS на Android — это настройка внутреннего компаса.

Встроенный в телефон компас может «сбиться», или быть не калиброванным изначально.

Зачем калибровать GPS:

• чтобы смартфон «ловил» сигнал (если сейчас не «ловит» вообще);
• чтобы сделать определение местоположения точнее.

Компас калибруется бесплатным приложением, которое можно скачать на freesoft.ru. Например:

1. GPS Status Toolbox.
2. GPS Info.
3. GPS Essentials.

Любое приложение работает одинаково: сбрасывает настройки компаса и заново переподключается к спутникам. Кроме калибровки оно покажет количество спутников в зоне покрытия, и уточнит координаты. Узнайте что делать, если андроид не видит спутники.

Закрытие фоновых приложений

Проверьте, не работают ли одновременно приложения, использующие спутник: Google Maps, Яндекс.Карты, Foursquare, Госуслуги.

Закройте «лишние» программы и перезапустите навигатор.

Правильная настройка

По умолчанию GPS-чип в смартфонах и планшетах может быть отключен. Карта в этом случае будет работать по сотовым вышкам и wi-fi-сетям, что не так точно определяет местоположение.

Исправляем ситуацию:

1. В настройках смартфона заходим в «Местоположение». В разных смартфонах и версиях ОС пункт может называться по-другому. Например: «Геоданные», «Геопозиционирование», «Безопасность и местоположение».
2. Если выбран пункт «По координатам сети», вместо него выбираем «По спутникам», или «По всем источникам». Последний вариант — самый энергозатратный: батарея смартфона расходуется быстро. Но точность сигнала — максимальная.

Покупка усилителя сигнала

Купите усилитель сигнала для Android. Цена — 2000-5000 рублей

При выборе обратите внимание, чтобы приемник был совместим со смартфоном (или планшетом) — многие модели предназначены для навигаторов и компьютеров

Исправление прошивки

Если ОС давно не обновлялась, или если вы ставили кастомную прошивку — это может быть причиной проблем с сигналом.

Установите обновление или удалите неофициальную прошивку.

Редактирование файла настроек GPS.conf  (только под root-доступом)

Способ для опытных пользователей, нужен root-доступ.

Как усилить сигнал GPS на Андроид:

1. Через файловый менеджер заходим в system, затем в etc.
2. Ищем GPS.conf (в некоторых смартфонах — отсутствует, тогда способ отпадает).
3. Открываем файл текстовым редактором.
4. Напротив NTP_SERVER вместо имеющегося текста вписываем: ru.pool.ntp.org (если вы в РФ).
5. Добавляем строчку DEFAULT_USER_PLANE=TRUE.
6. Сохраняем изменения и перезапускаем навигатор.

Дополнительные советы

Общие советы, помогающие улучшить слабый сигнал (или поймать, если отсутствует):

• снимите чехол смартфона;
• отключите режим энергосбережения;
• включите-выключите «Режим полета»;
• выключите-включите GPS-модуль;
• выйдите на улицу (если находитесь в здании) или поднимитесь повыше (если в здании — выйдите на балкон, если в лесу — заберитесь на дерево или поднимитесь на возвышенность, желательно без высоких деревьев вокруг).

Если вы выбираете смартфон с точной навигацией:

• проверьте, работает ли он с ГЛОНАСС (если навигация нужна по РФ);
• выбирайте модель с поддержкой A-GPS.

Починка аппаратной части

Если советы выше не помогли, и сигнал все равно слабый, или вообще отсутствует — проблема может быть в модуле телефона.

Отнесите смартфон в ремонт и скажите, что навигатор плохо ловит. Объясните, какие способы улучшения сигнала использовались, и какой результат они дали. Примерная цена модуля — 600-1500 рублей. Цена замены — 500-1000 рублей.

От чего зависит качество сигнала, и почему он пропадает?

Проблема с навигацией возможна по аппаратным или программным причинам.

Аппаратные:

• низкокачественный модуль (ставится в дешевые китайские смартфоны);
• слабый сигнал (бывает в лесу, малозаселенной местности);
• толстый металлический чехол (экранирует сигнал);
• при поездке в авто — атермальная пленка или стекло с подогревом (экранируют сигнал);
• заводской брак.

Программные:

• одновременный запуск нескольких приложений, использующих спутник;
• привязка к спутникам, вышедшим из зоны видимости;
• неправильная настройка;
• использование некачественной прошивки или ошибки при перепрошивке;
• включенное энергосбережение.

Основные характеристики систем навигационных спутников

Принцип работы

Принцип работы спутниковых систем навигации основан на измерении расстояния от антенны на объекте (координаты которого необходимо получить) до спутников, положение которых известно с большой точностью. Таблица положений всех спутников называется альманахом, которым должен располагать любой спутниковый приёмник до начала измерений. Обычно приёмник сохраняет альманах в памяти со времени последнего выключения и если он не устарел — мгновенно использует его. Каждый спутник передаёт в своём сигнале весь альманах. Таким образом, зная расстояния до нескольких спутников системы, с помощью обычных геометрических построений, на основе альманаха, можно вычислить положение объекта в пространстве.

Метод измерения расстояния от спутника до антенны приёмника основан на том, что скорость распространения радиоволн предполагается известной (на самом деле этот вопрос крайне сложный, на скорость влияет множество слабопредсказуемых факторов, таких как характеристики ионосферного слоя и пр.). Для осуществления возможности измерения времени распространяемого радиосигнала каждый спутник навигационной системы излучает сигналы точного времени, используя точно синхронизированные с системным временем атомные часы. При работе спутникового приёмника его часы синхронизируются с системным временем, и при дальнейшем приёме сигналов вычисляется задержка между временем излучения, содержащимся в самом сигнале, и временем приёма сигнала. Располагая этой информацией, навигационный приёмник вычисляет координаты антенны. Все остальные параметры движения (скорость, курс, пройденное расстояние) вычисляются на основе измерения времени, которое объект затратил на перемещение между двумя или более точками с определёнными координатами.

Точность

Составляющие, которые влияют на погрешность одного спутника при измерении псевдодальности, приведены ниже:

Суммарная погрешность при этом не равна сумме составляющих.

Коэффициент корреляции погрешностей двух рядом стоящих GPS приёмников(при работе в кодовом режиме) составляет 0,15—0,4 в зависимости от соотношения сигнал/шум. Чем больше соотношение сигнал/шум, тем больше корреляция. При затенении части спутников и переотражении сигнала корреляция может падать вплоть до нуля и даже отрицательных величин. Также коэффициент корреляции погрешностей зависит от геометрического фактора. При PDOP нормального белого шума. По форме распределения погрешность есть сумма нормальной погрешности, взятой с коэффициентом 0,6—0,8 и погрешности, имеющей распределение Лапласа с коэффициентом 0,2—0,4. Автокорреляция суммарной погрешности GPS падает до значения 0,5 в течение приблизительно 10 секунд.

Типичная точность современных GPS-приёмников в горизонтальной плоскости составляет примерно 6—8 метров при хорошей видимости спутников и использовании алгоритмов коррекции. На территории США, Канады, Японии, КНР, Европейского Союза и Индии имеются станции WAAS, EGNOS, MSAS и т. д. передающие поправки для дифференциального режима, что позволяет снизить погрешность до 1—2 метров на территории этих стран. При использовании более сложных дифференциальных режимов точность определения координат можно довести до 10 см.
Точность любой СНС сильно зависит от открытости пространства, от высоты используемых спутников над горизонтом.

Начиная с 2010 года, запускаются космические спутники версии GPS IIF, которые обеспечивают гораздо более высокую точность определения координат. Если аппараты GPS IIA/IIR/IIR-M имеют погрешность 6 метров, то с помощью новых спутников возможно определять местоположение с погрешностью не более 60—90 см. Повышенная точность спутников GPS нового поколения стала возможной благодаря использованию более точных атомных часов. Поскольку спутники перемещаются со скоростью около 14 000 км/ч (3,874 км/с) (первая космическая скорость на высоте 20 200 км), повышение точности времени даже в шестом знаке является критически важным для трилатерации.

Первоначально планировалось запустить 33 спутника нового поколения, но из-за технических проблем начало запуска перенесли с 2006 года на 2010 год, а количество спутников уменьшили с 33 до 12. На сентябрь 2018 года на орбиту выведены все двенадцать спутников из новой версии: GPS IIF SV-1 (запущен 28 мая 2010 года), GPS IIF-2 (запущен 16 июля 2011 года), GPS IIF-3 (запущен 4 октября 2012 года), GPS IIF-4 (запущен 15 мая 2013 года), (запущен 21 февраля 2014 года), (запущен 17 мая 2014 года), (запущен 2 августа 2014 года), …GPS IIF-8 (запущен 29 октября 2014 года), GPS IIF-9 (запущен 25 марта 2015 года), GPS IIF-10 (запущен 15 июля 2015 года), GPS IIF-11 (запущен 30 октября 2015 года), GPS IIF-12 (запущен 5 февраля 2016 года).

Однако даже точности в 10 см недостаточно для ряда задач геодезии, в частности, для привязки к местности границ смежных земельных участков. При ошибке в 10 см площадь участка в 600 м² может уменьшиться или увеличиться на 10 м². В настоящее время для геодезических работ всё чаще применяют GPS приёмники, работающие в режиме RTK. В таком режиме приёмник получает как сигнал со спутников, так и сигналы с наземных базовых станций. Режим RTK обеспечивает в реальном времени точность порядка 1 см в плане и 2 см по высоте.

Решение о покупке

Вы можете бесконечно решать, какой GPS навигатор и какие аксессуары покупать, особенно в сегодняшних условиях большого выбора на рынке GPS. Прежде всего, подумайте, для чего преимущественно вы будете использовать GPS навигатор: в автомобиле, самолете, лодке, на охоте, рыбалке, в походах, на велосипеде и пр. Поскольку все GPS навигаторы GARMIN могут показывать местоположение и основную навигационную информацию, то хорошим началом могут стать недорогие GPS навигаторы для начального уровня. Также все GPS навигаторы GARMIN имеют подсветку, что позволит вам использовать прибор как днем, так и ночью. Выбор GPS навигатора с большим количеством функций сможет предоставить абсолютно новый уровень возможностей GPS навигации и информации и местоположении при такой же простоте использования. При разработке изделий мы стараемся улучшать их, учитывать пожелания пользователей, и делать более дружественными к пользователю.

При выборе GPS навигатора учитывайте следующее:

Время работы от батарей — если вы собираетесь использовать прибор длительное время без дополнительного источника питания, не забудьте взять запасные батареи. GPS навигаторы с цветными дисплеями как правило быстрее расходуют батареи по сравнению с приборами, имеющими дисплеи с градацией серого.

Размер и вес – GPS навигаторы GARMIN доступны в большом количестве различных размеров и форм: маленькие ручные GPS навигаторы, графопостроители с большими дисплеями, модели, встраиваемые на панели.

Конфигурация антенны – Вы собираетесь использовать GPS навигатор в основном на улице? А как на счет машины? GARMIN предоставляет продукты как с внутренними, так и с внешними подключаемыми антеннами.

Возможность DGPS – Вам необходима самая лучшая точность, которая только возможна? Если да, в этом вам помогут дифференциальные GPS (DGPS) приемники.

Выбор аксессуаров

Все GPS навигаторы GARMIN поставляются в базовом комплекте, достаточном для работы. Приобрести дополнительные аксессуары вы может у региональных дистрибьюторов GARMIN или на сайте www.garmin.com

Среди аксессуаров имеется следующее:

Внешняя антенна: если встроенная антенна экранируется, скажем, крышей автомобиля, то вам поможет внешняя антенна, как и в других случаях, когда имеются некоторые проблемы с чистым обзором неба.

Внешний источник питания – даже при наличии хороших аккумуляторов в большинстве GPS навигаторов GARMIN, всегда лучше лишний раз их по экономить, используя питание от автомобильного прикуривателя или от сети переменного тока.

Крепления – Когда вам необходимы свободные руки, могут пригодится крепления. Большинство GPS навигаторов поставляются вместе с креплением, также можно приобрести несколько дополнительных креплений.

Программное обеспечение — если есть необходимость сохранять путевые точки или планировать маршрут, MapSource это то, что вам нужно. Это ПО позволяет просматривать цветные карты на ПК с функциями панорамного просмотра и масштабирования. Можно создавать путевые точки и маршруты, а затем передавать их с ПК на GPS навигатор. Такая функция поддерживается почти всеми GPS навигаторами GARMIN. Это очень удобно для планирования походов, деловых поездок, отпусков и пикников не выходя из дома.

Для GPS навигаторов, поддерживающих функцию передачи информации, можно также дополнительно загружать карты интересующих территорий (см. спецификацию на прибор для определения наличия данной функции). Для этого GPS навигатор просто подключается к компьютеру с помощью соединительного кабеля. Далее необходимо выбрать нужную карту и кликом мышки информация загрузится в GPS навигатор. Некоторым GPS навигаторам для загрузки необходимы чистые картриджи размером 8, 16, 32, 64 или 128 Мб.

Все продукты MapSource включают функции управления путевыми точками и маршрутами. Вид вашей деятельности и предпочтения детализации карт определят, какое именно ПО MapSource вам необходимо.

G-Charts (морские карты) – если вам необходимо больше данных для морской GPS навигации, GARMIN предлагает вам два типа карт: наземные и прибрежные стандартных и микро размеров. Прибрежные карты содержат информацию о рельефе дна, аэронавигационных устройствах, порты с названиями гаваней, городов, заливов, опасных мест и прочего. Наземные содержат также такие детали, как границы штатов, магистрали, места спусков суден на воду, расположение различных служб.

Навигационные радиосигналы

На этапе проектировании для системы ГЛОНАСС был принят частотный метод разделения сигналов различных космических аппаратов: каждый из них
использует свою пару несущих частот, одна из которых принадлежит диапазону L1, другая – диапазону L2.
Для космических аппаратов, которые находятся в диаметрально противоположных точках орбиты, используются одинаковые литерные частоты, по 12 в каждом диапазоне частот.

Выведенный на орбиту в 2011 году для лётных испытаний космический аппарат модификации «Глонасс-К» 1-го этапа наряду с радиосигналами L1 и L2 с частотным разделением,
полностью аналогичным сигналам «Глонасс-М», дополнительно излучает в диапазоне L3 радиосигналы открытого доступа с кодовым разделением.
Модернизированные аппараты «Глонасс-М» № 55–61 также излучают навигационный радиосигнал с кодовым разделением в диапазоне L3.

Спектр навигационных радиосигналов системы ГЛОНАСС

Недостатки

Общим недостатком использования любой радионавигационной системы является то, что при определённых условиях сигнал может не доходить до приёмника, или приходить со значительными искажениями или задержками. Например, практически невозможно определить своё точное местонахождение в глубине квартиры внутри железобетонного здания, в подвале или в тоннеле даже профессиональными геодезическими приёмниками. Так как рабочая частота GPS лежит в дециметровом диапазоне радиоволн, уровень сигнала от спутников может серьёзно снизиться под плотной листвой деревьев или из-за очень большой облачности. Нормальному приёму сигналов GPS могут повредить помехи от многих наземных радиоисточников, а также (в редких случаях) от магнитных бурь либо преднамеренно создаваемые «глушилками» (данный способ борьбы со спутниковыми автосигнализациями часто используется автоугонщиками). Постановка помех приемникам GPS-сигналов эффективно использовалась для борьбы со средствами наведения крылатых ракет во время операций США и Великобритании в Ираке, а также «Решительной силы» НАТО в Союзной Республике Югославии. Это приводило к самоликвидации крылатых ракет, а также к нештатному их полету по несанкционированной траектории. Более эффективно выполнять задачи спутниковой навигации в сложных помеховых условиях позволяет применение в GPS-системе цифровых антенных решёток, обеспечивающих формирование «нулей» в диаграмме направленности антенной системы в направлениях на источники активных помех.

Невысокое наклонение орбит GPS (примерно 55) серьёзно ухудшает точность в приполярных районах Земли, так как спутники GPS невысоко поднимаются над горизонтом.

GPS реализована и эксплуатируется министерством обороны США и поэтому есть полная зависимость от этого органа в получении другими пользователями точного сигнала GPS.

Техническая реализация

GPS состоит из трёх основных сегментов: космического, управляющего и пользовательского. Спутники GPS транслируют сигнал из космоса, и все приёмники GPS используют этот сигнал для вычисления своего положения в пространстве по трём координатам в режиме реального времени.

Космический сегмент состоит из 32 спутников, вращающихся на средней орбите Земли.

По состоянию на 8 сентября 2018 года используются по целевому назначению 31 КА. На этапе ввода в систему 0 КА, выведены на техобслуживание 1 КА.

Управляющий сегмент представляет собой главную управляющую станцию и несколько дополнительных станций, а также наземные антенны и станции мониторинга, ресурсы некоторых из упомянутых являются общими с другими проектами.

Пользовательский сегмент представлен приёмниками GPS, находящихся в ведении государственных институтов, и сотнями миллионов устройств, владельцами которых являются обычные пользователи.

Орбиты спутников

Сравнение орбит разных НС

Орбиты спутников системы GPS. Пример видимости спутников из одной из точек на поверхности Земли. Visible sat — число спутников, видимых над горизонтом наблюдателя в идеальных условиях (чистое поле).

Спутниковая группировка системы NAVSTAR обращается вокруг Земли по круговым орбитам с одной высотой и периодом обращения для всех спутников. Круговая орбита с высотой порядка 20 200 км является орбитой суточной кратности с периодом обращения 11 часов 58 минут; таким образом, спутник совершает два витка вокруг Земли за одни звёздные сутки (23 часа 56 минут). Наклонение орбиты (55°) является также общим для всех спутников системы. Единственным отличием орбит спутников является долгота восходящего узла, или точка, в которой плоскость орбиты спутника пересекает экватор: данные точки отстоят друг от друга приблизительно на 60 градусов. Таким образом, несмотря на одинаковые (кроме долготы восходящего узла) параметры орбит, спутники обращаются вокруг Земли в шести различных плоскостях, по 4 аппарата в каждой.

История развития ГЛОНАСС

Впервые предложение по использованию спутников для навигации было сделано проф. В.С. Шебшаевичем в 1957г. Эта возможность была открыта им при исследовании
приложений радиоастрономических методов в самолетовождении. Данные исследования были использованы в 1963г. при опытно-конструкторских работах над первой
отечественной низкоорбитальной системой «Цикада».
В 1967г. был выведен на орбиту первый навигационный отечественный спутник «Космос-192».
Система «Цикада» была сдана в эксплуатацию в составе четырех спутников в 1979 г.После 2008 года потребители космических навигационных систем «Цикада» и «Цикада-М» были переведены на обслуживание ГЛОНАСС, и эксплуатация этих систем была прекращена.

Летные испытания высокоорбитальной отечественной навигационной системы, получившей название ГЛОНАСС, были начаты в октябре 1982 г. запуском спутника «Космос-1413».
Система ГЛОНАСС была принята в опытную эксплуатацию в 1993 г.
В 1995 г. развернута орбитальная группировка полного состава (24 КА «Глонасс» первого поколения) и начата штатная эксплуатация системы.