Что такое GPS в смартфоне и как им пользоваться: как включить и настроить

Все чаще смартфоны используются их владельцами в качестве навигаторов, так как очень удобно всегда иметь под рукой компактное устройство, позволяющее определить свое местоположение или построить маршрут до нужного объекта.

Модуль GPS в смартфоне связывается со спутниками на орбите, получая от них сигнал, и показывает на карте свои координаты. Иногда в силу различных обстоятельств обнаружение доступных спутников может быть затруднено и занимает длительное время. Это происходит в зданиях, тоннелях, а также вблизи источников электромагнитного излучения. Даже на открытом воздухе в крупных городах с плотной застройкой могут наблюдаться перебои со спутниковым сигналом.

Для исправления этой ситуации используется функция A-GPS, которая есть в большинстве современных смартфонов.

Технология A-GPS

A-GPS — технология, предоставляющая GPS-модулю дополнительную информацию о наиболее доступных спутниках и интенсивности их сигнала. При включении навигации смартфон практически мгновенно определяет свое местоположение на карте, а поиск спутников возможен даже в закрытых помещениях, а межэтажные перекрытия не являются помехой.

Успешный старт A-GPS произошел в США осенью 2001 года в рамках коммуникационных сетей национальной службы спасения (911).

Как работает A-GPS?

Для получения актуальной информации данная технология использует альтернативные каналы связи. В случае с нашими смартфонами это интернет, предоставляемый сотовым оператором или через Wi-Fi.

A-GPS связывается со своими серверами, передавая сведения о местонахождении, которое определяется по базовым станциям (вышкам) оператора. В ответ с этих серверов поступают свежие сообщения об активных спутниках в данной местности. Используя их, геолокационный модуль смартфона оперативно устанавливает связь с нужными спутниками, не тратя время на поиск всех подряд. Чем больше базовых станций вокруг смартфона, или чем ближе пользователь находится к сотовой вышке, тем точнее регистрируется местоположение смартфона, а значит правильнее информация об имеющихся спутниках.

Плюсы и минусы A-GPS

Как мы видим, преимущества от наличия A-GPS неоспоримы. Это и быстрая установка связи со спутниками, и экономия батареи, так как при «холодном» старте и поиске сигналов модуль GPS интенсивно потребляет заряд аккумулятора. При этом связь с серверами потребляет очень мало интернет-трафика — до 10 килобайт за одну сессию. Важно, что A-GPS не требует участия пользователя, а обновление данных происходит автоматически по мере необходимости.

Но есть у данной функции и недостатки, хотя и незначительные. Она не обеспечит быструю связь со спутниками в местности с дефицитом вышек сотовых операторов или их отсутствием. Следовательно, в дали от цивилизации A-GPS бесполезен.

Несмотря на скромное потребление интернета, регулярное частое обновление и синхронизация A-GPS приведет к увеличению трафика. А при нахождении в роуминге, особенно международном, расходы на связь могут значительно увеличиться.

Как включить и отключить A-GPS?

При активации функции «Геоданные» (GPS-навигация, геолокация) смартфон предлагает выбрать метод определения местоположения. Пользователь может отдать предпочтение сохранению батареи или точности геолокации. Как правило, доступны следующие методы (названия пунктов меню могут различаться в зависимости от версии Android и производителя телефона):

• По всем источник (высокая точность). Определение местоположения происходит при помощи GPS, Wi-Fi и интернет-трафика мобильных сетей. Технология A-GPS активна.
• По координатам сети (сохранение заряда аккумулятора). Местоположение обнаруживается при помощи Wi-Fi и и мобильных сетей. Протокол GPS отключен, A-GPS активен.
• По спутникам GPS (только устройство). Определение местоположения исключительно по спутникам без использования дополнительных каналов связи. Технология A-GPS отключена.

Технология A-GPS необходима для нормальной навигации при помощи смартфона — ее можно использовать регулярно.

Для большинства из нас, живущих размеренной жизнью, ежедневно курсируя между квартирой и местом работы или учебы, функция GPS в телефоне представляется не слишком нужной опцией, которая используется производителем для того, чтобы повысить стоимость аппарата. Но стоит встать перед проблемой поиска дома в малознакомом районе, как тут же понимаешь всю пользу GPS.

Что такое GPS в телефоне или планшете?

GPS, или глобальная система позиционирования – это сеть, состоящая из нескольких десятков спутников, «висящих» над поверхностью Земли на постоянных орбитах. Эти спутники предназначены для приема и передачи позиционирующих сигналов, благодаря которым можно с высокой точностью определять свое местоположение, отслеживать перемещение людей и грузов, прокладывать маршрут в незнакомой местности.

Наиболее важна функция GPS для тех, в чьи обязанности входят длительные поездки либо перемещение в пределах города: курьеров, экспедиторов, водителей дальних рейсов и т.д.

С помощью встроенной в ваш телефон или планшет функции GPS вы без труда определите свое местоположение на карте города или в загородной местности, сможете проложить наиболее удобный маршрут до нужной улицы или дома и никогда не заблудитесь, даже гуляя по совершенно незнакомому городу. Кроме того, по дороге вы можете делать фотографии и прикреплять к ним координаты тех мест, где они сделаны. Современные интернет-сервисы на основе GPS предлагают множество услуг, связанных с определением вашего местоположения. Вам предложат посетить ближайшее кафе, кинотеатр или клуб, разослать приглашения друзьям с просьбой присоединиться к вам в том месте, где вы сейчас находитесь и т.д.

С помощью некоторых сервисов вы сможете найти новых друзей и единомышленников, которые проживают или сейчас находятся ближе всего к вашему местопребыванию, или познакомиться с парнями или девушками, которые настроены на романтические отношения. Количество сервисов, использующих GPS, постоянно растет, как и разнообразие предлагаемых ими услуг.

Что такое A-GPS?

Нередко в районах, где расположено большое количество высотных зданий, работа GPS существенно замедляется и теряет точность. Небоскребы закрывают прямую видимость для спутников, и радиосигналы либо совсем не проходят, либо проходят с искажениями. Для того, чтобы улучшить качество позиционирования в больших городах, была создана система А-GPS, которая использует позиционирование с помощью станций сотовой связи. Чем больше вокруг вас станций, тем точнее будет выполнено позиционирование.

Определение местоположения происходит с помощью специально выделенных серверов, куда поступают сигналы со станций связи для обработки. Для того, чтобы пользоваться А-GPS, необходимо наличие выхода в интернет, поэтому использовать эту функцию могут, помимо телефонов, только планшеты, в которых имеется слот для сим-карты.

В планшетах без сим-карт А-GPS будет работать только при подключении к Wi-Fi. Кроме того, за трафик интернета придется заплатить по тарифу вашего сотового оператора.

Чем лучше пользоваться?

В каждом случае пользователь сам определяет, что для него будет лучше и удобнее, ориентируясь на различия между GPS и А-GPS.

1. В городе, где число сотовых станций велико, А-GPS работает быстрее и точнее, чем GPS. В загородной местности, напротив, лучше использовать GPS.

2. А-GPS потребляет во время работы и в режиме ожидания меньше энергии, а значит, меньше «садит» аккумулятор. Это важно для тех, у кого не всегда есть возможность подзарядки.3. А-GPS использует интернет-трафик, а значит, предоставляется не бесплатно.

4. Без сети интернета А-GPS не работает, в отличие от GPS, поэтому телефон или планшет с А-GPS не может использоваться как навигатор в дальней поездке.

GPS (от английского Global Positioning System — система глобального позиционирования) — спутниковая система навигация. A-GPS — специальная технология, которая дополняет спутниковую навигационную систему GPS. Что именно она дает?

Самое главное — это ускоренный «холодный» старт. Когда вы включаете GPS на своем устройстве, спутнику необходимо получить информацию от вашего устройства прежде, чем будет определено текущее местоположение. Это и есть так называемый холодный старт, который может занимать и 30 секунд, и даже несколько минут. В случае с A-GPS предоставление необходимой информации происходит через альтернативные каналы связи. Такими каналами связи могут быть базовые станции операторов связи, однако обычно каналом выступает интернет — мобильный или Wi-Fi в зависимости от того, какой подключен в данный момент. При этом объем передачи данных по интернету совсем небольшой — часто всего несколько кб.

Если используются вышки оператора сотовой связи, возможны неточности при позиционировании устройства.

Второе важно преимущество A-GPS — повышение чувствительности приема слабых сигналов в так называемых «мертвых зонах», к которым можно отнести различные тоннели, низины, леса с плотным лиственным покровом и т.д.

Недостатки A-GPS

И все же нужно понимать, что вместе с достоинствами технология A-GPS имеет и недостатки.

• Некоторые A-GPS-приемники объединены вместе с радиомодулем. Если радиомодуль (GSM) отключен, A-GPS не сможет стартовать.

• A-GPS передает некоторое количество информации через интернет. Нужно понимать, что за передачу даже небольшого количества информации в роуминге с вашего счета могут списать приличную сумму.

• Вне покрытия сотовой сети и без доступа к интернету функция ускоренного старта A-GPS не сработает.

Все современные смартфоны оснащаются системой навигации GPS, но в новых моделях часто можно встретить и другую технологию? В чем разница между ними, и какие преимущества дает буква A?

Приобретая смартфон или планшет, вы можете обнаружить в его характеристиках поддержку GPS и A-GPS. Что это за технология с буквой A, и чем она отличается от давно привычной всем системы спутниковой навигации?

Есть ли разница между GPS и A-GPS?

GPS (от английского Global Positioning System — система глобального позиционирования) — спутниковая система навигации. Она позволяет определять текущее местоположение вашего гаджета на земном шаре при помощи улавливания сигнала со спутника.

А что же такое A-GPS? На самом деле, это не какая-то отдельная технология, а надстройка над системой глобальной навигации. Она добавляет к ней очень важную функцию — тройное позиционирование.

Что такое тройное позиционирование?

Когда вы включаете навигацию на телефоне, ему необходимо связаться со спутником, чтобы определить текущее местоположение — так называемый «холодный старт». В зависимости от местонахождения устройства, он может занимать приличное время: от 10-15 секунд до пары минут.

При использовании новой технологии телефон при холодном старте получает координаты не только из космоса. Данные могут быть взяты с базовой станции вашего оператора связи либо, что чаще, через интернет — мобильный или Wi-Fi.

Одним словом, к чему первому подключишься, оттуда и получишь свое местоположение. Если используются вышки оператора сотовой связи, сперва возможны неточности при позиционировании устройства. Они корректируются, когда гаджет «дозванивается» до спутника.

Что это дает?

Одна голова хорошо, а три — уже дракон! Позиционирование по трем различным источникам позволяет не только ускорить получение координат, но и сопоставить их между собой, чтобы определить местоположение с точностью до нескольких метров.Еще одно важное преимущество технологии — возможность приема сигнала в так называемых «мертвых зонах» — тоннелях, низинах, густых лесах. Один из трех источников сигнала так или иначе «добьет» до «мертвой зоны», и телефон получит координаты.

Досадные мелочи

Несмотря на очевидные достоинства, у технологии есть несколько неудобств:

• Некоторые приемники этого типа требуют, чтобы работал радиомодуль. Если, к примеру, в вашем планшете нет SIM-карты, то есть радиомодуль (GSM) отключен, то A-GPS вы использовать не сможете.
• Вне покрытия сотовой сети и без доступа к интернету функция просто не работает.
• При использовании технологии телефон или планшет передает некоторую информацию через интернет. Ее объем невелик — всего несколько килобайт. Но  если вы находитесь в роуминге, с вашего счета могут списать ощутимую сумму даже за них.

В остальном, геопозиционирование с буквой A — удобная штука. Не зря определение местоположения по трем источникам используется в детских часах и собачьих ошейниках! Оно гораздо быстрее и точнее обычного геопозиционирования, а также работает там, куда «не добивает» спутник — например, внутри железобетонных зданий или в метро.

А вот еще интересное о технологиях: 

Фото: Pixabay, Dissolve

Поделиться ссылкой

Навигатор не выходит в Интернет по каналу GPS? Ваш коммуникатор показывает, что он в зоне покрытия GSM сетью, а ICQ не работает – нет подключения к сети Интернет? Да мало ли что может случиться со всеми этими сложными устройствами.

Навигаторы, мобильные телефоны, коммуникаторы, КПК – целый зоопарк, но только до недавнего времени. Сейчас идет активный процесс «гибридизации» – вместо целой россыпи устройств производители выпускают гаджеты «комбайны». Но внутри такого устройства разные технологии и функции не объединены в одну программу, с единым интерфейсом, а работают обособлено. Поэтому зачастую возникает путаница – множество созвучных сокращений, одно устройство, много красивой рекламы. И вот уже трудно разобраться, что же подключать и как настроить, чтобы, наконец, заработали все эти замечательные достижения прогресса, ради которых собственно и было куплено устройство. Но все намного проще, чем кажется. Для начала, разберемся с путаницей сокращений, после чего подробней рассмотрим каждую технологию. Итак:

• GSM – именно это позволяет Вам совершать звонки и отправлять сообщения.
• GPS – при помощи этой технологии Ваш навигатор «видит» спутники и показывает Ваше текущее местоположение.
• GPRS – дополнение GSM, позволяющее, кроме всего прочего, еще и выходить в сеть Интернет прямо с мобильного устройства.

Что такое GPS?

GPS – начальные буквы названия глобальной системы определения координат – Global Positioning System.

Что это за система?

Это система, позволяющая с точностью не хуже 100 м определить местоположение объекта, т.е. определить его широту, долготу и высоту над уровнем моря, а также направление и скорость его движения. Кроме того, с помощью GPS можно определить время с точностью до 1 наносекунды.

Из чего состоит GPS?

GPS состоит из совокупности определенного количества искусственных спутников Земли (спутниковой системы NAVSTAR) и наземных станций слежения, объединенных в общую сеть. В качестве абонентского оборудования служат индивидуальные GPS-приемники, способные принимать сигналы со спутников и по принятой информации вычислять свое местоположение.

Что представляет собой спутниковая система NAVSTAR?

В состав спутниковой системы NAVSTAR входят 24 ИСЗ, находящихся на 6 различных круговых орбитах, которые расположены под углом 60 градусов друг к другу. Период обращения одного спутника – 12 часов. Вес каждого спутника около 787 кг, размер более 5 м, включая солнечные батареи. На борту каждого спутника установлены атомные часы, обеспечивающие точность 10-9 сек, вычислительно кодирующее устройство и передатчик мощностью 50 Вт, излучающий на частоте 1575.42 МГц.

Рождением NAVSTAR можно считать февраль 1978 года, когда на орбиту был выведен первый спутник системы. Средний срок службы одного спутника приблизительно 10 лет, поэтому в программу входит постоянное производство и выведение на орбиту новых спутников, на смену использовавшим свой ресурс. Стоимость постройки и запуска 24 спутников – 12 миллиардов долларов.

Какую информацию спутники передают на Землю?

Каждую миллисекунду спутники передают на Землю:

• свой статус (сообщение об исправности или неисправности);
• текущую дату;
• текущее время;
• данные альманаха;
• точное время отправки всей совокупности сообщений.

Что такое альманах?

Это информация о том, в каком месте небесной сферы должен находиться каждый спутник в любое момент времени в течение суток, т.е. орбитальные данные всех спутников.

Как происходит определение координат?

GPS-приемник на основании полученной со спутников информации определяет расстояние до каждого спутника, их взаимное расположение и вычисляет свои координаты по законам геометрии. При этом, для определения 2-х координат (широта и долгота) достаточно получить сигналы с трёх спутников, а для определения высоты над уровнем моря – с четырёх.

Как GPS-приемник определяет расстояние до спутников?

Поскольку скорость распространения радиосигналов постоянна и равна скорости света, расстояние до спутников определяется по задержке времени приема сообщения GPS-приемником относительно времени отправки сообщения с борта спутника. Конечно, для точного определения этой задержки часы на спутниках и часы в GPS-приемнике должны быть синхронны, что обеспечивается синхронизацией часов приемника по информации, содержащейся, как указывалось выше, в сигналах спутников.

Каковы источники погрешности при определении местоположения?

Основным источником было наличие, так называемого, режима “ограниченного доступа”. В этом режиме в сигналы спутников Министерством обороны США априорно вводилась погрешность, позволяющая определять местоположение с точностью 30 – 100 м, хотя принципиально точность GPS-системы может достигать нескольких сантиметров. С 1 мая 2000 года режим “ограниченного доступа” был отключён.

Другими источниками погрешности являются неудачная геометрия взаимного расположения спутников, многолучевое распространение радиосигналов (влияние переотраженных радиоволн на приемник), ионосферные и атмосферные задержки сигналов и др.

Что представляет собой GPS-приемник?

Система GPS позволяет определить местоположение в любой точке на суше, на море и в околоземном пространстве. В зависимости от области применения, диапазон которой довольно широк, а также от стоимости, которая может колебаться от сотен до нескольких тысяч долларов, исполнение GPS-приемников также весьма разнообразно. В целом весь спектр моделей можно разделить на четыре большие группы:

Персональные GPS приемники индивидуального применения.

Эти модели отличаются малыми габаритами и широким набором сервисных функций: от базовых навигационных, включая возможность формирования и расчета маршрутов следования, до функции приема и передачи электронной почты.

Автомобильные GPS приемники, которые предназначены для установки в любом наземном транспортном средстве и имеют возможность подключения внешней приемо-передающей аппаратуры для автоматической передачи параметров движения на диспетчерские пункты.

Морские GPS приемники, оснащенные ультразвуковым эхолотом, а также дополнительными сменными картриджами с картографической и гидрографической информацией для конкретных береговых районов.

Авиационные GPS приемники, используемые для пилотирования летательных аппаратов, включая коммерческую авиацию

Существуют ли другие системы определения местоположения?

Да. Отечественной военно-космической промышленностью создана альтернативная спутниковая система ГЛОНАСС. Однако, несмотря на более высокую точность определения местоположения, ее надежность и потребительские характеристики существенно ниже, чем у NAVSTAR, и на сегодняшний день широкого распространения эта система не получила.

Что такое GSM?

История GSM началась в 80-е годы прошлого века, когда страны Европы имели собственные, несовместимые между собой, сети сотовой связи. Собственными сетями были оснащены страны Скандинавии, Великобритания, Франция и Германия. Несовместимость стандартов мешала распространению сотовой телефонии, усложняла жизнь и операторам, и абонентам. Невозможно было, к примеру, осуществлять автоматический роуминг при перемещении из зоны действия одной сети в зону действия другой. И абонентские устройства, сами сотовые телефоны, были далеко не универсальными. Для каждого типа сотовой связи нужно было разрабатывать уникальную аппаратуру.

Для преодоления барьера несовместимости в 1982 году была создана международная группа по разработке общего стандарта сотовой связи – Groupe Special Mobile или GSM. В 1990 году европейский институт телекоммуникационных стандартов, к которому перешли полномочия группы GSM, опубликовал спецификации так называемой “фазы I”, а в середине 1991 года началась коммерческая эксплуатация первой сети этого стандарта. Сегодня GSM является самой распространенной системой сотовой связи в мире, а её название расшифровывается иначе – Global System for Mobile telecommunications или «глобальная система мобильных телекоммуникаций».

В сотовой связи стандарта GSM используются радиочастоты 900, 1800 или 1900 МГц (трехдиапазонные телефоны при этом могут использоваться в сетях любого из перечисленных частотных диапазонов). В сравнении с аналоговыми стандартами GSM имеет целый ряд преимуществ. Основные из них – применение маломощных передатчиков в абонентских аппаратах и в базовых станциях. Это удешевляет саму аппаратуру, но не сказывается на качестве связи. Кроме того, передача информации в цифровом виде позволяет легко обеспечить высокую степень конфиденциальности переговоров.

Технология GSM это на самом деле целый «букет» сложнейших технологий. Первая из них – технология оцифровка и кодирование звука. Поскольку оцифровка звука требует немалых вычислительных ресурсов, в каждом сотовом телефоне, даже в самом дешевом, работает достаточно мощный специализированный компьютер, который выполняет функции аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразователей – АЦП и ЦАП.

Далее – технология многоканального выравнивания. Дело в том, что в диапазоне 900 МГц и выше радиосигнал легко отражается от стен зданий и других препятствий. В результате телефон получат множество отличающихся по фазе сигналов, из которых выделяет нужный, а остальные игнорирует.

При передвижении абонента сотовый телефон должен автоматически переходить с частоты на частоту без прерывания сеанса связи. Это обеспечивает технология «медленного частотного скачка». При этом каждая «порция» информации (а весь поток цифровой информации разделяется на «порции» в рамках так называемого тайм-слота – временного промежутка) передается по разным частотам.

Ещё одна любопытная технология GSM – прерывистая передача. Обратите внимание, как мы говорим по телефону. Скажем слово, пауза, скажем еще одно слово, снова пауза. Так вот, когда мы молчим, телефон отключает передатчик. Как только заговорим – включает. Этот механизм позволяет свести к минимуму энергопотребление сотового телефона. Умная получается машинка!

Еще какая умная – телефон и на прием работает тоже «прерывисто». Во включенном состоянии он ожидает сигнала базовой станции, но включается только на короткое время и тут же отключается… Теперь понятен смысл мигающего светового индикатора на вашем телефоне?

Все сотовые телефоны в зависимости от мощности встроенных радиопередатчиков подразделяются на несколько классов – от 20 ватт (настоящие монстры!), до 0,8 ватт (большинство популярных моделей). Но обычно, когда базовая станция находится рядом с абонентским устройством (а “соты” GSM в больших городах располагаются достаточно густо, чтобы избежать “мертвых” зон между строениями), полная мощность передатчика телефона для поддержания устойчивой связи не нужна. Для регулировки мощности используется механизм анализа количества ошибок при передаче-приёме. На его основе мощность передатчика базовой станции и телефона понижается до уровня, когда качество связи достаточно стабильно. Этот контроль мощности вещь очень тонкая. Большинство жалоб пользователей на плохое качество связи на его “совести”.

Что такое GPRS?

Аббревиатура GPRS расшифровывается как General Packet Radio Service. Это своеобразная надстройка над обычной GSM сотовой сетью, которая позволяет передавать данные на существенно более высоких, чем в обычной GSM сети, скоростях. Если в обычной GSM-сети можно получить максимум 14,4 Кбит/с, то теоретический максимум в GPRS составляет 171,2 Кбит/с при полном использовании. GPRS — это пакетная система передачи данных, функционирующая аналогично с сетью Интернет. Весь поток данных отправителя разбивается на отдельные пакеты и затем доставляется получателю, где пакеты собираются воедино, и совсем необязательно, что все пакеты пойдут одним маршрутом.

Интернет и GPRS объединяет не только пакетная передача данных. При начале GPRS-сессии каждому GPRS терминалу так же, как и в Интернете, присваивается свой уникальный адрес, протокол GPRS прозрачен для TCP/IP, поэтому интеграция GPRS-сети с Интернетом происходит незаметно для конечного пользователя.

Для передачи данных, помимо высокоэффективных алгоритмов кодирования, используется довольно интересная технология: терминалу автоматически выделяются неиспользуемые в данный момент времени тайм-слоты, что позволяет оптимизировать загрузку сети. Такая схема влечет за собой «плавающие» скорости передачи данных у конкретной базовой станции в зависимости от количества активных абонентов.

Для подключения услуги GPRS необходимо, чтобы было настроено Ваше мобильное устройство, и оператор сотовой связи подключил эту слугу. При этом оплачивается только объем посланной/полученной информации, а не эфирное время. Также можно подключать GPRS устройства подключаются к компьютеру: для ноутбуков – через PCMCIA разъем; для КПК – через Compact Flash слот; для компьютеров – через USB порт.

Комментарии

• • 
  • 
  •