html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

Статья посвящена GPS. В ней "на пальцах" объясняется принцип работы этой технологии.

В последней части статьи бонус для понявших тему, умеющих программировать, желающих бешенно разбогатеть, не боящихся доставить проблемы крупным зарубежным капиталистам.

Вначале приведу небольшой глоссарий, к которому можно будет периодически возвращаться, чтобы корректировать выстраиваемую мысленную структуру.

1. GPS (глобального позиционирования системы) бывают:
а) бытовые (все автомобильные и охотничьи навигаторы)
б) геодезические (жутко дорогие и используемые в количестве не менее 2 штук)
в) военные (про них я вообще ничего не знаю за исключением слухов, которыми могу поделиться отдельно в комментариях)
2. Исходный пункт — точка координаты которой нам известны.
3. Базовая станция — GPS–приемник стоящий неподвижно во время работы.
4. Определяемый пункт — точка, координаты которой нам нужно определить, либо точка, координаты которой нам известны и нам надо найти ее на местности.
5. Ровер — GPS–приемник, который перемещают по точкам во время работы.
6. Сессия — период одновременного стояния двух и более приемников на разных точках.
7. Эпоха — промежуток времени за которое приемник производит одно вычисление своих координат от нескольких спутников.
8. Результирующий файл — применяется только в геодезических ЖПС содержит протокол сессии. Другими словами: содержит запись большого количества эпох. Иными словами: содержит варианты координат определяемой точки в количестве равном количеству эпох в течение всей сессии.

Итак, как это работает?
В космосе, на высоте около 40 000 км по пересекающимся орбитам носятся спутники и постоянно посылают на землю несколько видов радиосигналов. Спутники общаются между собой и с наземной службой, поэтому они всегда знают свои координаты в пространстве/времени. Спутник посылает радиосигнал в котором закодированы координаты самого спутника, время отправки сигнала. Когда сигнал доходит до приемника, он фиксирует время приема сигнала и записывает его в результирующий файл вместе с координатами спутника на момент отправки сигнала (в бытовых GPS файл сессии не записывается, за ненадобностью). Скорость сигнала известна, время известно, отсюда получается расстояние. Теперь давайте остановим в нашем воображении момент, когда несколько спутников одновременно отправили сигнал, а результирующее расстояние нам уже известно. Откладывая отрезок от спутника до точки совместного пересечения всех отрезков, найдем таким образом местоположение приемника. Это суть принципа работы спутникового позиционирования, есть масса деталей, которые я решил не освещать. Например проблема синхронизации часов спутников и приемников, естественное смещение орбит спутников и т.п. Если интересно, постараюсь ответить в комментариях.

Теперь, почему же все–таки хромает точность? Дело в том, что проходя расстояние около 40 000 км сигнал встречает на своем пути препятствия в виде возбужденной ионосферы, космических ветров, солнечной активности и прочее. Уже в непосредственной близости от земли сигнал может неоднократно переотражаться от скал, домов, деревьев и тому подобных объектов, что опять таки запутывает приемник, однако это с разной степенью успешности разрешается на программном уровне приемника.

Как достигается миллиметровая точность, для прикладных целей в геодезии? Решение гениальное, потому–что простое. Используется более чем один приемник (чем больше–тем лучше). Выставляются два приемника один на точку, координаты которой известны, другой на ту точку, координаты которой надо определить и оба приемника одновременно проводят измерения некое количество времени, достаточное для уверенного осреднения координат каждой точки (сессия). Затем файлы измерений, которые записывались в приемники заливаются в ПО постообработки, где производится каллибровка совместного измерения по точке с известными координатами. Другими словами: сравнивая координаты известной точки полученные со спутника с исходными мы видим величину ошибки в каждой из трех координатных осей, затем эта величина применяется к полученным координатам определяемой точки.
Недостаток этого метода в том, что необходимо затратить время на обработку информации на компьютере, в реальном времени точные координаты не получить. Для решения этой проблемы существует метод RTK (реал тайм кинематик). При использовании этого метода, приемник с известными координатами (базовый) после каждой процедуры вычисления своих координат (эпоха) производит сравнение их с исходными и вычисляет поправку, пересылает ее второму приемнику (роверу). Ровер в свою очередь получив поправку применяет ее к определяемым координатам и показывает результат пользователю, так происходит каждую эпоху (1–60 сек).

Таким образом точность возрастает на несколько порядков, но она все–же далека от точности метода с использованием постобработки. Происходит это за счет того, что при постобработке ПО имеет дело с осредненными значениями, а при RTK измерения единичны. Можно применять осреднение и в методе RTK, что и делается, но в этом случае работает принцип — чем дольше стоишь, не дыша, на точке, тем по большему количеству эпох будет сделано осреднение и тем точнее будет результат.

Подытожим:

1. GPS–приемники–это радио+калькулятор. Они понимают где находятся потому, что спутники сообщают им свое местоположение, а приемник, в свою очередь, высчитывает свое местположение через измерение расстояния до каждого спутника (по такому–же принципу работает навигация в телефоне без ЖПС, телефон знает положение каждой вышки и по ее сигналу вычисляет расстояние до нее.
2. Точность в 10–50 метров — не проблема, эта задача легко решается бытовыми приемниками. Исключением является определение высоты над уровнем моря. связано это с тем, что земля это не шар, и даже эллипсоид, а некий избитый ногами арбуз, упавший с высоты около 1 м. Отчего он весь покрыт трещинами, вмятинами. буграми и вывалившимися наружу внутренностями (горные районы).
3. Более высокая точность (1мм–1см) требуется ограниченному количеству профессионалов, однако стоит она очень дорого и емкость этого рынка исчисляется миллионами долларов в год. Уверенную миллиметровую точность позволяет получить метод постобработки (когда обрабатываешь данные на компьютере, после завершения сессии. Уверенную сантиметровую точность позволяет получить метод RTK.
4. Самая востребованная точность для прикладных целей (1см — 1м). Это–около 95% рынка, остальные 5%, для уникальных видов работ типа геодинамических полигонов.

Стоимость геодезического GPS–приемника колеблется от 100т.р. до 400 т.р, и их нужно минимум два.
Чем же отличаются GPS–приемник встроенный в ваш телефон за 10 тыс, от геодезического приемника стоимостью в 200 тыс?
Самое основное — принимаемая частота. Бытовые приемники работают только с частотой L–1. Этого хватает для для того, чтобы пользователь понял в каком вартале города он находится. Геодезические же приемники работают на частотах L–1 и L–2, в этом случае одна частота подстраховывает другую. В комбинации "минимум два приемника" это позволяет получать точные координаты.
Геодезические системы работающие на частоте L–1 были распространены лет 10–15 тому назад, сейчас их практически невозможно встретить. Их огромным недостатком является то, что сессия должна длиться не менее 2–х часов, для того, чтобы получить требуемую точность. Также они громоздки, и в силу своей моральной старости к ним невозможно достать расходники, такие как аккумуляторы или антенны, например.

А теперь обещанный бонус.
Я постарался плавно подвести повествование к идее написания программы для бытовых мобильных устройств, которая обеспечивала бы дециметровую точность. Которая судя по этому обсуждению на хабре (http://habrahabr.ru/post/171117/ ), она пригодилась бы не только в прикладной геодезии, но вполне себе ценна для любителей порезвиться на природе. По железу это может быть практически любой сматрфон со встроенным жпс и более–менее мощной оперативной системой. Например, все контроллеры, которые я встречал (Топкон, тримбл, аштек) преспокойно работают на виндомс–мобайле релиза 10летней давности, и на столь же древнем железе.

Геодезический комплект — "1 приемник+1 приемник+контроллер" идентичен в рамках идеи набору — "1 телефон с работающим GPS и со свинченным (в целях экономии) экраном + 1телефон с работающим GPS и экраном". Комплект из 2х телефонов можно использовать в режиме RTK с получением дециметровой точности и в режиме постобработки с получением сантиметоровой точности, но для постообработки придется либо написать своё ПО, либо научить мобильное ПО записывать сессии в файлы формата RINEX (по сути–текстовик).

Из неудобств пользования будущей системой, в случае ее реализации, будет отсутствие специальных приспособлений для установки девайса над точкой, низкая (но приемлемая в 95% случаях) точность, более продолжительная сессия. Достоинство только одно, но бронебойное — революцинно низкая стоимость, т.к. пользователю достаточно будет заплатить только за ПО, потому–что телефон у него уже есть. Отсюда следует что возможно нарастить количество приемников до неограниченного количества, о чем на данный момент можно только мечтать...

На этом закончу, надеюсь что изложить получилось доступно, готов отвечать на вопросы.
Комментарии:
Расскажите пожалуйста, каким образом в GPS учитываются Общая и Специальная Теории Относительности.
Спасибо.
Написал vred , 18.03.2013 в 19:36
vred: ОТО предсказывает для спутников системы GPS, что атомные часы на орбитальных высотах спутников GPS идут быстрее примерно на 45900 нс/день, потому что они находятся в более слабом поле тяготения, чем атомные часы на земной поверхности. Специальная теория относительности (СТО) предсказывает, что атомные часы, перемещающиеся с орбитальной скоростью спутников системы GPS идут медленнее примерно на 7200 нс/день, чем неподвижные наземные часы. Чтобы не иметь часы с такими большими различиями скорости хода, спутниковые часы перед запуском регулируют на такую скорость хода, чтобы компенсировать эти предсказанные эффекты. На практике это достигается просто путем изменения международного определения числа периодов при атомных переходах, которые составляют односекундный интервал. Поэтому, мы сначала перед запуском наблюдаем темп хода часов с введенным смещением темпа хода. Затем мы наблюдаем темп хода часов после их запуска на орбиту и сравниваем их темпы с предсказаниями теории относительности, как суммарный эффект ОТО и СТО. Если предсказания правильны, то мы должны видеть, что часы снова идут с почти тем же самым темпом, что и часы на земле, несмотря на использование измененного определения для длительности одной секунды.
Написал proff , 18.03.2013 в 20:30
proff: Сенькс, именно это я и хотел услышать.
Написал vred , 18.03.2013 в 20:46
vred: Я не знаю. Честно.
Написал verzhik , 18.03.2013 в 19:42
verzhik: А очень зря.
Из–за того, что спутники движутся очень быстро относительно земли и в космосе они дальше от земли(гравитация), то совершенно одинаковые атомные часы на земле и спутнике дадут разность в 38 милисекунд в день. Не учитывание этой цифры даст погрешность в несколько километров.
Пруф: http://www.astronomy.ohio–state.edu/~pogge/Ast162/Unit5/gps.html

Я на этом вопрос тоже в своё время засыпался, если что.
Написал vred , 18.03.2013 в 20:07
vred: При создании GPS в 1980 г. не учли секунду координации. На данный момент расхождение времени на спутниках с Землей из–за этого составляет 19 секунд. Естественно об этом знают и вносят поправку. Ну и 38мс с 7200нс тоже учитывают.
Написал AndreyK , 19.03.2013 в 18:36
vred: сыпал Поваляев, надо понимать?
Написал leshy , 18.03.2013 в 20:44
vred: Была очень хорошая статья в scientific american — но, естессн, на антимонгольском...
Написал Kalvado , 18.03.2013 в 19:41
vred: Никак. Серьезно.
Написал leshy , 18.03.2013 в 20:09
leshy: Откуда такая уверенность?
Написал vred , 18.03.2013 в 20:14
vred: Московский Авиационный Институт. Там так считают и внушают это студентам. Возможно, врут.
Написал leshy , 18.03.2013 в 20:17
За 40 тыс км хочется взять и...
отправить автора читать букварь.
Написал dl2kq , 18.03.2013 в 16:11
dl2kq: простите, вы правы.
однако же я хотел рассказать о сути технологии, а не сообщить набор цифр однокликовой доступности.
Написал verzhik , 18.03.2013 в 16:22
verzhik: в таком случае, надо людей посылать к цифрам, а не постить ложную информацию.
Написала Patagonia , 18.03.2013 в 16:23
Patagonia: простите, видимо для вас это очень важно, я не предполагал...
Написал verzhik , 18.03.2013 в 16:32
>Спутник посылает радиосигнал в котором закодированы координаты самого спутника, время отправки сигнала. Когда сигнал доходит до приемника, он фиксирует время приема сигнала.

Откуда спутнику известно точное время ясно — у него есть атомные часы, а вот откуда навигатору за 10 тысяч известно время с такой высокой точностью, чтоб определить сколько прошло между отправкой и приемом сигнала?
Написал grokinn , 18.03.2013 в 14:34
grokinn: Надеялся что не зададут этот вопрос, честно говоря))) В общем тут все дело в "псевдодальностях". Т.е. приемник примерно прикидывает время и применяет его ко всем измерениям эпохи. Дальше алгоритм такой: если время ошибочно со знаком + до все отрезки нарисуют круг пересекшись друг с другом, если ошибка со знаком –, то будет тот же круг, но отрезки будут не доходить друг до друга, мозги навигатора играют величиной времени так чтобы получить схождение всех отрезков в одной точке. В общем математическая задачка, простая для математиков и сложная для моего кургузого понимания.
Написал verzhik , 18.03.2013 в 14:48
verzhik: Имея времена отправки в синхронизированных между собой часах спутников и не синхронизированное с ними время принятия этих сигналов, приёмник с точностью до константы T0 знает, за сколько от какого спутника до него дошёл сигнал. Затем он строит n сфер радиусов Rn:(T0*с + delta(Tn)*с) с центрами в координатах спутников, и подбирает такое t0, чтобы все сферы пересекались в одной точке.
p.s. не въехал с первого раза в отрезки и эпохи, но пока писал то, как, на мой взгляд, это может быть реализовано, понял, что у вас, по сути, написано то же самое
Написал aupat , 18.03.2013 в 21:19
да, интересен вопрос синхронизации. Я думаю вряд ли на каждом спутнике есть атомные часы. Цепь "спутники–гпс", должно быть, синхронизируется с каким–то наземным центром по времени?
Написал Trallvig , 18.03.2013 в 14:48
Trallvig: Есть. На каждом.
Написал Kalvado , 18.03.2013 в 14:54
grokinn: Другими словами (как я это понимаю) ПО девайса решает уравнение с двумя неизвестными величинами (время и местоположение) отталкиваясь от принципа, что все отрезки пересекаются в одной точке.
Написал verzhik , 18.03.2013 в 14:56
Так как область мне очень близка, не могу пройти мимо подобных утверждений:

"1) GPS (глобального позиционирования системы) бывают:
а) бытовые (все автомобильные и охотничьи навигаторы)
б) геодезические (жутко дорогие и используемые в количестве не менее 2 штук)
в) военные (про них я вообще ничего не знаю за исключением слухов, которыми могу поделиться отдельно в комментариях)"

GPS (Global Position System) это вся система, которая, как и ГЛОНАСС, состоит из трёх сегментов — наземные комплекс управления (всё, всё, что стоит по всему земному шарику и служит для управления и обеспечения работы космического сегмента), космический сегмент (собственно сами космические аппараты) и сегмент навигационной аппаратуры потребителей (НАП) (наши приёмники), так вот только этот сегмент НАП делится на а), б) и в) из статьи автора. И меня всегда коробит, когда слышу подобные реплики "сходи в магазин, купи себе GPS", которые подкармливает автор. Люди, у вас в руках навигационный приемник, который может работать как по сигналам GPS, так и ГЛОНАСС, а скоро будет мочь работать по китайской KOMPASS или даже европейской GALILEO. Такой огрех в определении подчеркивает уровень знаний автора, хотя в общем далее всё в рамках приличия, не считая высоты орбит.

Ещё хочется отметить про частоты L1 и L2:

"Геодезические же приемники работают на частотах L–1 и L–2, в этом случае одна частота подстраховывает другую".

Это сложно назвать "подстраховкой" — приёмник измеряет дальности до космических аппаратов на обеих частотах (около 1.2ГГц и 1.6ГГц) одновременно, и на основе этих измерений пытается более точно вычислить ошибку, вносимую ионосферой и тропосферой, естественно с использованием второй частоты это получается качественнее.

Уважаемый, verzhik, я конечно не сомневаюсь, ваше дело правое и пытаться объяснять такие вещи не профессионалам нужно и важно, но при этом нужно понимать всю ответственность, которую вы на себя берёте, и не делать такие нелепые ошибки. Люди потом пересказывать же будут.

P.S. "Каллибровка" это, вообще перл.
Написал Speranskiy , 19.03.2013 в 11:23
Speranskiy: "И меня всегда коробит, когда слышу подобные реплики "сходи в магазин, купи себе GPS", которые подкармливает автор"
До этого момента я сам ими кормился, теперь вы открыли мне глаза и я теперь могу смело умничать перед 99% процентами моих коллег, которые тоже "джипиэсками работают"

"P.S. "Каллибровка" это, вообще перл." мне лавры Виктора Степаныча спать не дают, он тоже сначала ПТУ окончил, а высокие материи постигал без отрыва от производства.
Написал verzhik , 19.03.2013 в 11:58
а каким именно способом, всё таки, добиваются самой востребованной, бытовой, точности в обычных устройствах? Ведь мой телефон позиционируется с точностью до 1–1,5м (а не "до квартала") в черте города.
Написал Trallvig , 18.03.2013 в 14:53
Написал neiromancer , 18.03.2013 в 15:00
neiromancer: GPS+A–GPS = A;
Написал turbo_exe , 18.03.2013 в 15:20
neiromancer: по ссылке "технология, ускоряющая «холодный старт»", то есть если я прилетел за границу (без роуминга на симке) и пытаюсь определить своё местоположение, это (при первом подключении) будет происходить гораздо дольше нежели в домашней сети. На точность a–gps не повлияет.
Написал Trallvig , 18.03.2013 в 16:34
neiromancer: A–GPS позволяет лишь повысить "время отклика" устройства, предоставив пользователю грубую оценку текущего местоположения устройства, пока полноценный спутниковый GPS занимается ловлей спутников и выполнением своих вычислений. Точность определения положения подсиситемой A–GPS настолько низка, что никакого заметного увеличения точности в спарке GPS+A–GPS не происходит.
Написал Korben_Dallas , 20.03.2013 в 01:52
Trallvig: попробуйте засечь четкую точку на местности до обеда, и после обеда, часов через 10 (когда созвездие спутников и условия приема изменятся) я думаю что вы увидите разбег порядка 10 метров, по крайней мере у меня было так когда я собирал березовый сок и помечал донорские березы навигатором Гармин. Хотя и не исключаю что вы правы, однако тут присутствует большой элемент везения, что не подходит для профессиональной деятельности. Да и 1–1,5 метра точность уже за гранью фола, для большинства видов работ.
Написал verzhik , 18.03.2013 в 15:01
verzhik: как только погода позволит мелом крестик начертить, обязательно попробую. Величина 1–1,5м подобрана стохастически из следующего опыта: при движении по многополосной дороге навигатор достаточно чётко определяет полосу по которой я двигаюсь.
Написал Trallvig , 18.03.2013 в 16:39
Trallvig: могу только предположить что если вы пользуетесь допустим Яндекс–картами то соседние с вами машины в которых тоже в данный момент включено и находится в состоянии он–лайн это приложение позволяют ему производить несложный анализ и помещать вас на нужную полосу. Возможно ваш девайс использует DGPS о котором в комментариях уже много написали. Есть много способов решить проблему искажений сигнала, и они постоянно совершенствуются. В отличие от своиств самого сигнала который сегодня как и 30 лет назад получает серьезные искажения из–за посторонних воздействий.
Написал verzhik , 18.03.2013 в 16:49
Trallvig: Чтобы определить полосу, достаточно знать, в каком направлении вы движетесь, а также какое (левостороннее или правостороннее) движение принято в данной местности. Скорее всего выезд на встречку останется для навигатора незамеченным.
Написал piratsky , 18.03.2013 в 17:40
Trallvig: А в каком городе? Я не знаю, как с этим обстоят дела во всем мире, но в США, например, используется система дифференциальной GPS. Дифференциальная GPS фактически сводится к тому, что автор поста почему–то описал как "дорогущая геодезическая система". На территории страны располагается сеть стационарных наземных станций, которые обладают заранее известными, выверенными географическими координатами. Эти станции постоянно принимают спуниковый GPS сигнал, определяют свои координаты "согласно спутникам" и сверяют их со своими реальными координатами. Определившуются при этом "дельту" такие станции транслируют в эфир. Пользовательские GPS приемники ловят не только спутниковый сигнал, но и сигнал от дифференциальной станции, в радиусе уверенного приема которой они находятся. Они используют полученную от станции "дельту" для корректировки чисто "спутниковых" вычислений. Все современные бытовые (автомобильные, мобильно–телефонные) реализации GPS ловят сигнал дифференциальных станций. Именно засчет этого достигается высокая точность позиционирования, вплоть до конкретной полосы движения на дороге.
Написал Korben_Dallas , 20.03.2013 в 01:48
Trallvig: точность еще и от количества видимых спутников вроде зависит.
Написал mdms , 18.03.2013 в 15:11
Trallvig: не позиционируется так точно, навигационное программное обеспечение, как уже писали, "привязывает" ваше местоположение к дорогам, точность до полосы (на 3–х полосной дороге, например) получить невозможно.
Написал Speranskiy , 19.03.2013 в 11:26
627x369 px

Все знают, что такое Контрольно–корректирующая станция (ККС)? Это штука, которая точно знает свою координату, потому, что ее развернули в присутствии геодезиста. Она ловит сигнал GPS (или Глонасс), рассчитывает по GPS свои координаты, видит разницу с истинными координатами и эти сведения в виде корректировочной информации (КИ) рассылает вокруг себя по радиоэфиру.
Продвинутые пользователи GPS ловят не только сигнал спутников, но и КИ от ближайшей ККС. С учетом этой информации точность определения положения возрастает на порядок (с пяти метров до полуметра). Насчет миллиметров — сказки, хотя бы потому что сама ККС не знает где находится с такой точностью.
Так вот кто мешает в городе, для примера, Москве поставить такую ККС для мобильников и передавать КИ по интернету. То есть просто выкладывать где–то, чтобы мобильники ее забирали и использовали?
Написал iva2000 , 18.03.2013 в 15:25
iva2000: у нас в эксплуатации 4 СТП (Станции Точной Привязки) ГЛОНАСС.
Практическая любая контора может вступить в сеть обмена данными СТП, т.е. прошарить свои и получить данные от других. Если не ошибаюсь http://www.rusnavgeo.ru/ это делают.
Написал neiromancer , 18.03.2013 в 15:41
Написал neiromancer , 18.03.2013 в 15:42
neiromancer: Это они молодцы, конечно. Но тут речь идет об одной единственной ККС, позволяющей всем мобильникам города узнавать координаты с точностью на порядок выше обычной. Для другого города потребуется другая ККС.
Руснавгеосеть, наверное, может такие данные на всю страну вещать. И небось уже думает как бы это делать за денежку.
Написал iva2000 , 18.03.2013 в 16:24
iva2000: так это ж и есть LBS, нет?
Написал Trallvig , 18.03.2013 в 15:56
Trallvig: нет, LBS — это использование данных о местоположении. Мы же говорим об уточнении местоположения.
Написал iva2000 , 18.03.2013 в 16:15
iva2000: "Насчет миллиметров — сказки" http://www.gsi.ru/good.php?id=1984 вкладка параметры, раздел "Точность в "статике" и "быстрой статике" при 5 и более спутниках" и раздел "Точность в "режиме реального времени" (RTK)" говорят о точности технологий описанных в посте.

"хотя бы потому что сама ККС не знает где находится с такой точностью."
та же ссылка и вкладка, раздел "Точность DGPS, м" сообщают нам о точности при применении технологии DGPS, которая в статье не затронута, в силу больше популярного, нежели научного характера статьи.
Написал verzhik , 18.03.2013 в 16:09
verzhik: Удивительно. Непонятно как это возможно.
Но при DGPS точность 0,5м. Вот я и предлагаю реализовать DGPS для смартфонов публикацией корректировочной информации в интернете.
Технических нюансов и подводных камней могу не знать, конечно.
Написал iva2000 , 18.03.2013 в 21:36
iva2000: ничего удивительного, просто в этом режиме базовый приемник принадлежит не вам, некоей другой стороне и он передает поправки не только вам, а всем кто подключен к этому информационному каналу (по которому текут поправки). Слабое место тут в том что чем дальше вы находитесь от ДЖПС базы — тем грубее точность. Если учитывать рекомендации для длины вектора при постобработке, то дальше чем за 30 км смысл использования пропадает. Соответственно, пока не появятся люди материально заинтересованные в организации сети таких станций — ничего не выйдет.
Написал verzhik , 18.03.2013 в 22:09
Два геодезических приемника не идентичны двум телефонам, они не просто координаты вычитают, а поправки вычисляют и обмениваются ими поканально, для каждого спутника в отдельности, потом с учетом этого получается более точное GPS решение. Т.е. поправки на более ранних стадиях вычисления координат надо учитывать, и чтоб приемники одни и те же спутники ловили. А бытовые приемники выдают только конечные координаты, сделать из них нормальный RTK так не получится.

То что контроллеры используют десятилетний виндовс это неважно, эти вычисления не в контроллерах происходят, а в самом приемнике, в некоторых из них используются специальные процессоры разработанные именно под эту задачу, плюс пицот алгоритмов для учитывания многолучевости (которая очень сильно в городе будет на точность влиять) и других неприятных помех. И кстати фазу несущей они умеют в вычислениях учитывать для сантиметровой точности, это немаловажный момент, про который вы забыли :)

Ну конечно нет ничего невозможного, вот например хороший, "настоящий" RTK сделанный на коленке, но на базе SDR из китайского тв–тюнера за десять баксов. Там это работает потому что никакого закрытого gps чипа нет, SDR принимает сигнал со спутника, а дальше все в софте.
Написал iboroda , 18.03.2013 в 16:57
iboroda: так разве невозможно написать приложение под Андроид например, чтобы в него забивать исходные координаты точки, стандартные проекции, и все остальное что есть в программе TopSurv например. Обмен данными между приемниками по сотовой сети (GSM–модемы же это делают). В общем сделать одночастотник, фазовый центр антенны указать примерно (например верхняя половина айфона), класть этой верхней половиной приемник на пункты и получать неплохие (1/1000 например) результаты по точности. За ссылку спасибо, я этого не знал, изучу.
Написал verzhik , 18.03.2013 в 17:06
verzhik: для RTK приемники должны обмениваться не готовыми координатами, а raw данными а–ля {точное время, фаза кода, номер спутника}, и дальше с учетом всего этого с двух приемников уже считать уравнения RTK. Обычный бытовой жпс девайс этих данных не дает, а дает только готовые координаты (с его точки зрения), причем еще и пропущенные через неизвестно как работающий кастомный постпроцессинг.

Вот кстати у меня там по ссылке чуть ли не единственный приемник бытового класса из которого необходимые исходные данные для RTK таки можно получить.

А проекции и все остальное это дело десятое уже. TopSurv это по сути микро–автокад такой, для работы с конечным результатом, в нем собственно gps/rtk математики нет совсем, это в приемнике всё.
Написал iboroda , 18.03.2013 в 17:21
iboroda: так, а где корень проблемы–то? почему нельзя андроид научить передавать сырые данные? Обычный бытовой девайс получает готовые (с его точки зрения) координаты путем считывания сырых данных с антенны и переработки их в готовые координаты, так? Так почему нельзя к айфоне или нокии написать приложение которое будет делать то что нужно, т.е. в режиме базы генерить поправки и передавать их роверу, а в режиме ровера принимать поправки от базы и высчитывать координаты с их учетом (это если нам нужен ртк, а он далеко не всегда нужен). Это как вариант–максимум. А как вариант минимум просто записывать сырые данные в ринекс–формат и потом обсчитывать эти сессии в чем душа пожелает (топкон тулс, тго, тбц и т.п.). Например мы в изысканиях в основном постобработкой пользуемся, потому что делать съемку в РТК почти всегда больший гемор чем сделать ее тахеометром. И еще мы гоняем длинные хода, так что хотя бы контрольную привязку с точностью до метра в иметь, это весьма значительное подспорье.
Написал verzhik , 18.03.2013 в 17:39
iboroda: With the support of the reference station University of Pisa
Хотелось бы реализовать автономный сценарий, без использования референцных станций. Для работы тайге и тундре например.
Написал verzhik , 18.03.2013 в 17:10
verzhik: упс, ссылку не совсем ту дал: вот настоящий опенсорсный RTK на коленке.
Написал iboroda , 18.03.2013 в 17:23
iboroda: "In my opinion this is one of those rare times that the rules of the game are changed by one of its players." Цитата из текста по вашей ссылке, и я с ней абсолютно согласен! Как я понял описывается РТК модем?
Написал verzhik , 18.03.2013 в 18:02
С чем связано что iphone/ipad в самолете не ловит gps при скорости свыше 350 км/ч?
Написал 1602 , 19.03.2013 в 00:52
500x532 px

1602: Мой HTC всегда ловит отлично. Вот 490 миль/ч (789км/ч). Ограничение в бытовых GPS чипах 1900км/ч.
Написал RadioactiveOblachko , 19.03.2013 в 05:17
1602: Связано это с нахождением в цельнометаллической оболочке фюзеляжа. Подключитесь к внешней антенне самолёта и вуаля!
Написал FIGAR0 , 19.03.2013 в 01:22
1602: спецbальная блокировка чтобы исключить использование их в авиации

такая же есть в ГПС–навигаторах типа магелан или гармин
Написал Denizzz , 19.03.2013 в 14:09
Denizzz: В авиации бытовые GPS используются. Блокировка только выше 1900км/ч, и срабатывает на уровне чипа, вне зависимости от производителя. Только у военных чипы без блокировки. Это не против авиации, а против Ким Чен Ына, чтобы он не поставил навигацию на свои летающие атомные болванки.
Написал RadioactiveOblachko , 19.03.2013 в 18:37
Denizzz: Гармин отлично работает в самолете, личный опыт.
Написал pikey , 20.03.2013 в 18:23
3072x2048 px

pikey: подтверждаю
Написал verzhik , 20.03.2013 в 20:00
для чего нужна миллиметровая точность?
Написал тимур , 23.05.2013 в 16:24
тимур: для строительства особо ответственных сооружений, для наблюдений за движениями участков земной поверхности и еще для нескольких вещей, которые я не могу припомнить сейчас.
Написал verzhik , 24.05.2013 в 07:30
verzhik: Для мониторинга колебаний уже построенных крупных сооружений: мостов, небоскребов, и т.д. Еще для автоматической техники и роботов. А еще проклятые буржуи это для строительства дорог используют. Да–да, чтобы они были идеально ровные.
Написал Vaultboy , 25.05.2013 в 10:37
Vaultboy: сволочи просто! Они еще мониторят прохождение циклонов и ЗАРАНЕЕ противобледенительной жидкостью дороги обрабатывают. В автоматическом режиме! Скоты!
Написал verzhik , 25.05.2013 в 12:44
высота орбиты 20 тыщ км, чтобы в звездные сутки два оборота вмещалось, на 40 они бы были почти геостационарны
Написал 2ck , 18.03.2013 в 14:29
2ck: 2 оборота за звездные сутки занял глонасс, а навстар чутка пониже, 11.15 на виток, насколько я помню
Написал Kalvado , 18.03.2013 в 14:48
Написал neiromancer , 18.03.2013 в 14:51
В космосе, на высоте около 40 000 км по пересекающимся орбитам носятся спутники и постоянно посылают на землю несколько видов радиосигналов.


это геостационар — ГПСы ниже
Написал Denizzz , 18.03.2013 в 20:31
Раз уж здесь затронули столь близкую мне тему, хотел бы поделиться некоторым добавлением про альманах и эфимерис.
GPS спутники передают два вида данных — альманах и эфимерис. Альманах содержит параметры орбит всех спутников. Каждый спутник передаёт альманах для всех спутников. Данные альманаха не отличаются большой точностью и действительны 3 месяца.
В свою очередь, данные эфимериса содержат очень точные корректировки параметров орбит и часов для каждого спутника, что требуется для точного определения координат. Каждый GPS спутник передаёт только данные своего собственного эфимериса. Эти данные действительны только 30 минут. Спутники передают свой эфимерис каждые 30 секунд.
Написал Pipelaz , 18.03.2013 в 23:16
Pipelaz: От себя добавлю, что уточненные эфемериды можно скачать примерно через две недели с сайта НАСА и заменить ими полученные со спутника эфемериды. В этом случае заветные миллиметры будут точными как никогда. Срок в две недели требуется специалистам НАСА для высчитывания трудноуловимых смещений орбит с учетом всего массива данных (положения спутников относительно друг друга и наземных пунктов системы)
Написал verzhik , 19.03.2013 в 06:07
А можно узнать, в чем отличие военного канала от общедоступного? Как владельцы системы GPS будут реагировать на глобальный военный конфликт? Могли ли иранцы "забить" военный канал помехой, чтобы американский беспилотник проглотил фейковый гражданский сигнал и сел там, где ему скажут находчивые иранцы?
Написал FIGAR0 , 19.03.2013 в 00:33
FIGAR0: Во время активных боевых действий точность системы GPS существенно загрубляется. У нас используются приемники Trimble для временной синхронизации аппаратуры, так вот во время начала боевых действий в Ираке (2003г) сильно поплыла временная привязка (в цифрах сейчас не скажу).
А по поводу фейковых GPS–сигналов: есть готовые комплексы тестирования GPS–приемников от известного производителя National Instruments, цепляешь к нему усилитель и вуаля, все приемники в округе определяют заданные тобой координаты.


400x291 px
Написал ColorByte , 19.03.2013 в 08:57
ColorByte: спасибо вам! вы ответили на вопрос который меня мучал 5 лет. довелось однажды наблюдать фальсифицированные сырые файлы топкона, как их получили я никак не мог сообразить.
Написал verzhik , 19.03.2013 в 09:23
FIGAR0: Военный канал закодирован секретным ключом, который кому попало не дают.
На военные конфликты владелец системы может отреагировать глобальным или (видимо можно и так) локальным переходом системы в состояние недоступности или низкой точности для тех, кому секретный ключик не даден.
Сигнал GPS довольно слабый (точнее, чертовски слабый), и забить (или даже сфальсифицировать задержки) хоть мирный, хоть военный, довольно несложно — ловим сигнал в сторонке, вставляем нужные задержки и передаем в эфир, ключ для этого не нужен. вопрос в другом, для перехвата беспилотника нужно еще и перехватить и заглушить командный канал — который намного толще...
Написал Kalvado , 19.03.2013 в 00:51
FIGAR0: Из своего опыта. В день начала военной операции в Ливиии 19.03.2011 приемники Тримбл Р–7 и Р–8 записали в файл сырых данных полную лажу — задержка в 40000 часов и кашу из спутников. Работы производились нами на севере Тюменской области, обсчитать данные не удалось ни по группировке GPS ни по группировке GLONASS. Вообще спутники глонасс частенько просто отключаем, тогда точность повышается))))
Написал verzhik , 19.03.2013 в 07:01
verzhik: Вот прямо–таки спутники глонасс берете и отключаете? А то и сразу — в океан их! И скобочек побольше, побольше!
Написал Rommor , 19.03.2013 в 07:05
Rommor: в программе обработки измерений отключаем. Галочку с них снимаем.
Написал verzhik , 19.03.2013 в 07:10
Привет, коллега. Во время войны в Ираке в 2005 году несколько дней
в контролер тоже писалась какая то каша. Дело было в республике Гвинея, пришлось все заново отстаивать. А Глонассом мы тогда вообще не пользовались, группировка не была развернута, да и на Гвинею он не светит, (он вообще никуда не светит кроме России и может быть СНГ). Однако сейчас коллеги используют Глонасс, но исключительно в поверочных целях.
Написал Pipelaz , 19.03.2013 в 09:16
Pipelaz: А последнюю фразу чем–то подтвердить можно?
Написал Kalvado , 19.03.2013 в 14:47
Прошу подтвердить или опровергнуть такую байку: при войне в Боснии наши умельцы собирали девайс чуть ли не из батарейки "крона" и транзистора "кт315", который ловил сигналы с GPS спутника и отправлял его с небольшой задержкой, но большей мощностью. В результате вся система навигации накрывалась медным тазом.
Написал fireglrx , 19.03.2013 в 10:17
fireglrx: Байка. Нужны пара транзисторов помощнее, аккумулятор от авто ну и еще кое–какая мелочовка. Ключевые слова "ударное возбуждение колебательного контура". Проблемы возникнут не только у высокоточного оружия, но и у всей связной радиоэлектроники — от сотовых телефонов до брелков автосигнализации на расстоянии 50–100 метров.
Еще можно немного посмеяться тут...
Написал Zanoz , 26.03.2013 в 00:54
Zanoz: и шапочка из фольги!
Написал jiapoboz , 26.03.2013 в 22:54
Zanoz: по ссылке, кстати, очень даже грамотная тема. Не знаю работает это вещь или нет, но если работает то может очень многим попортить жизнь. Водилы на северах работают не за зарплату, а за слитое ими топливо. С тех пор как стали оборудовать их машины датчиками ЖПС и датчиками уровня топлива жизнь их потеряла все все краски. И если за 2500 они могут эти краски вернуть, они это сделают, я сейчас–же отправлю вашу ссылку в нужное место, и буду с нетерпением ждать результата.
Написал verzhik , 27.03.2013 в 07:37
verzhik: Как бы соглашаюсь, правда не могу толком оценить — что выгоднее глушить — или "прямой" канал спутник–трекер или "обратный" трекер–интернет (через 3G–GPRS). Второй вариант проще и дешевле, выбор устройств — шире, но имеет существенный минус — на время глушения и личный сотик работать не сможет. Я когда–то читал про все эти системы контроля расхода топлива... За всеми ними нужен постоянный пригляд и контроль (доверенного лица) работодателя, если его нет, то все эти системы суть деньги, выброшенные на ветер. А там где есть строгий контроль и учет, да еще с вменяемым завгаром, вполне реально обойтись и без этих систем. А ссылка это просто первая, которую выдал поисковик (в моем случае — нигма)
Написал Zanoz , 30.03.2013 в 01:07
verzhik: почти готовый бизнес–план?) Ну у нас бизнес план с целью наебать ближнего всегда имел успех. Стремление к халяве и презрение к нормам и правилам цивилизации — менталитет–с..
Написал jiapoboz , 27.03.2013 в 16:06
fireglrx: я такой байки не слышал, но возьму на вооружение, буду на профессиональных пьянках умы будоражить. Зато я слышал другую байку, которая косвенно опровергает вашу. Мол якобы во время грузинской войны 08.08.08 наши военные были с бытовыми навигаторами (которые для охотников и рыболовов) а грузины с натовским стандартом. Американцы, якобы, загрубили сигнал гражданского диапазона в результате чего наши остались без навигации, а грузины в шоколаде. Если ваша байка достоверна, то тогда моя вряд–ли, и наоборот.
Написал verzhik , 19.03.2013 в 10:52
verzhik: Тоже слышал подобное, плюс, наши военные изъяли (как это на военном слэнге) американский хаммер, на котором грузины раскатывали со всем навигационным оборудованием на борту (по хорошему навигационное оборудование в случае опасности взятия в плен уничтожается). После чего всё это добро было потом передано в распоряжение Роскосмоса для "анализа". А американцы долго требовали вернуть их собственность "взад", не знаю чем это кончилось.
Написал Speranskiy , 19.03.2013 в 11:37
verzhik: ну про грузинскую войну фигня, сами же написали пост про устройство жпс :) Спутники на весь шарик вещают, нереально загрубить сигнал только в маленькой Грузии, не зацепив еще пол–европы, России и ближнего востока. А там ничего подобного не наблюдалось.
Написал iboroda , 19.03.2013 в 12:01
iboroda: Ну то, что гражданкую частоту грубят в моменты конфликтов с участием амер войск это точно, было ли так в 8.8.8 хз.
Грубят естественно на весь мир, добавляя АФАИР + — дельту к времени спутника. Причем это не отключение, а именно загрубление. Бытовые навигаторы с их жесткой привязкой к дорожной сети могут и не заметить. То есть вместо +–5–10 метров выйдет + — сотня, что для высокоточного оружия уже беда.
Написал Ndochp , 19.03.2013 в 13:06
Хочу лишь добавить, что cейчас по всему миру создаются специализированные геодезические сети, где государственное агентство ставит много–много базовых GPS–станций по всему региону. Данные с них стекаются на сервер. А геодезистам достаточно иметь 1 приёмник с выходом в интернет, который в режиме реального времени (или постобработки) получает навигационные координаты с GPS/GLONASS и уточняет их на этом сервере с высокой точностью (зависит от густоты сети). Например в Беларуси такая сеть охватывает уже почти всю страну, и даёт координаты со средней квадратической погрешностью 2 см в плане и 3 см по высоте.
Написал Vaultboy , 19.03.2013 в 13:20
А расскажите ещё, что там за хрень с GPS у Китая со сдвигом карт?
Написал whtiger , 19.03.2013 в 23:19
whtiger: если вы об этом
то это они в секретность играют, и научились, судя по всему, у нас. Поскольку карты местности не только "нам строить и жить" помогали, но и еще и несли потенциальную опасность в случае попадания к врагу. Спутников еще 30 лет назад не было, зонды шпионы успешно сбивались нашими ПВО. Однако оставалась основная проблема–люди. Поэтому каждый геодезист занятый в более–менее важном объекте имел (и сейчас обязан иметь) допуск к секретности. В каждой проектно–изыскательской конторе, геодезических экспедициях обязательно был "первый отдел". Именно "первый" — это общее название для всех КГБшных надзирателей, даже в название дали такое чтобы непосвященный не въехал. что–то я растекся мысью по древу, однако...
Так вот. В общем чтобы враг не увидел где у нас что, то секретили все, и чем запутаннее тем лучше. Созданы и по сей день используются системы координат различные в каждой деревне. Использовать глобальные для всего мира СК избегали, а если уж это было необходимо (для строительства протяженных дорог или труб например) то использовали (и по сей день используют) СК–63, это гадость наподобие того что описано в статье по ссылке, только у китайцев это гадость еще и в квадрате, если судить по подробностям.
Вообще тема секретности в геодезии очень больная,обширная, изобилует поразительной силы примерами идиотизма, коррупции, бюрократии.
Написал verzhik , 20.03.2013 в 07:24
Скорость сигнала известна, время известно, отсюда получается расстояние.

для тех, кто не носит в кармане атомные часы, алгоритм другой: измеряются РАЗНОСТИ между расстояниями до спутников (поэтому их нужно 4 как минимум, а не 3), и по этим разностям и известному положению спутников находятся координаты (пересечение 3 квадрик).
Написал kurnosor , 21.03.2013 в 01:23
317x239 px
Иллюстрация определения высоты средствами GPS
(тут не нашёл, поправьте если что):
Написал NickPlacid , 18.03.2013 в 21:24
Может быть, может быть... Тогда, плюсом, еще можно подумать про (уже поминавшуюся выше) шапочку из фольги. Если трекер примерно такой, какой я вижу сейчас у маршрутчиков — a la сотовый телефон 90х годов, но без кнопок, торчит на виду и снаружи, то его, может быть, вполне реально просто заэкранировать и/или, добравшись до контактов антенны, тупо коротнуть ее на массу.
?
Написал Zanoz , 30.03.2013 в 20:55
Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с d3.ru

2

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • d3.ru
          • домен science.d3.ru
          • домен d3.ru

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции