Kako GPS radi?

Izgubiti se u vožnji blizu je izgubljene umjetnosti. Uz GPS u navigacijskom sustavu automobila, prijenosnom navigacijskom uređaju na nadzornoj ploči ili pametnom telefonu lako je izvući kartu i vidjeti gdje se nalazite ili dobiti upute do kuda idete. Najteži dio može biti govor ili unos podataka ako vaš automobil ima nezgrapno sučelje ili ako vam ne dopušta da unesete adresu dok se automobil kreće, čak i ako se vozite kroz nedosljednu četvrt neposredno ispred zračne luke u najmu.

Evo pozadine o tome što je GPS, što danas može učiniti za vas u automobilima i što je moguće u bliskoj budućnosti. GPS će vas učiniti sigurnijima, usmjeriti vas prema zastojima u prometu, pomoći vam u pronalaženju obližnjih usluga i pomoći trgovcima da vam pruže usluge koje možda želite ili ne želite.



GPS-satelitski-automobil-TomTom



Kako GPS radi (možda i više nego što želite znati)

Od 1994. godine, dva tunela GPS satelita kruže oko Zemlje na 13 000 milja u šest skupina ili zrakoplova. Nisu stacionarni iznad glave (geosinhroni), već se kreću prema zapadu-istoku brzinom od oko 8000 mph i kruže oko zemlje (prelaze preko istog mjesta) dva puta dnevno. Na brodu je atomski sat. Svaki satelit kontinuirano izvještava:

  • Pseudoslučajni kod, ID za svaki satelit.
  • Podaci o efemeridama,trenutni datum i vrijeme te je li satelit zdrav ili nezdrav ('nezdrav' može značiti da se satelit premješta ili ponovno kalibrira; nije uvijek nestao).
  • Podaci almanaha,gdje bi satelit trebao biti u bilo kojem trenutku podataka (također podaci almanaha za svaki GPS satelit).

Prijemnik na vašem GPS-u bilježi vrijeme dolaska (TOA) i vrijeme leta (TOF) od satelita do prijamnika. S obzirom na brzinu svjetlosti (poznatu) i gdje i kada je signal poslan, GPS prijamnik zatim izračunava gdje se na zemlji nalazi vaš automobil, PND, planinarski GPS ili pametni telefon. Dok se vaš uređaj kreće autocestom, izračunava brzinu, obično nekoliko kilometara na sat nižu od one koju pokazuje brzinomjer automobila (vjerujte GPS brzini), i smjer kompasa. Postavlja te podatke na pokretnu kartu navigacijskog sustava. Satelitski signal kasni prolazeći kroz jonosferu, gornji dio Zemlje proteže se od 40-600 milja nadmorske visine; GPS sustavi primjenjuju faktor korekcije.



Potrebna su tri GPS signala da bi se odredio (triangulirao) položaj prijemnika, a četvrti za izračunavanje visine. Ako prijemnik uhvati više satelita (može se vidjeti do desetak, a ostalih desetak nalazi se na udaljenoj strani svijeta), kvaliteta popravljanja lokacije poboljšava se. U slučaju da atomski sat pomakne ili dođe do neke druge netočnosti, prenosi se i faktor korekcije.

Prvi GPS satelit u sustavu popeo se 1978. Trenutni GPS sateliti dobri su za oko 10 godina rada. Teški su oko 2000 kilograma (na tlu) i promjera 17 stopa, uključujući solarne panele koji napajaju satelit. Odašiljač ne proizvodi više od 50 W. Zamjene se neprestano grade i pokreću. I druge zemlje imaju GPS satelite.

Noviji GPS sustavi (prijemnici na zemlji) bit će još precizniji, manji, jeftiniji, pa čak i raditi u zatvorenom. DARPA je pokazala čip manji od lipe koji uključuje tri žiroskopa, tri akcelerometra i unutarnji sat (fotografija gore desno). Druga istraživanja poboljšavaju vrijeme i točnost satelitskih satova. Cilj je postići preciznost GPS sustava od nekoliko tisuća dolara u glavnu jedinicu vašeg automobilskog infotainment sustava.



GPS-Darpa-čip-peni-2

Koliko je točan moj GPS prijamnik?

24satelitna globusa i stazeGPS je započeo život kao vojni prvi satelitski sustav namijenjen povećanju točnosti zrakoplova, podmornica i njihovih sredstava. Do 2000. godine signal dostupan civilima degradirao se radi pružanja manje preciznosti. Nešifrirani vremenski signal poslan nevojnim korisnicima nasumično je nadoknađen kako bi pružio ne bolju točnost od 100 metara. Ovo se zvaloselektivna dostupnost.To je značilo da se mjesto automobila može isključiti za jedan ili dva gradska bloka, a 'skrenite u slijedeće desno skretanje' može doći prebrzo ili prekasno.

Razvoj diferencijalni GPStehnologija koja koristi kopnene referentne stanice korigirala je točnost SA signala na oko 15 metara (2-3 duljine automobila), au najboljem slučaju na samo 10 cm ili 4 inča, dovoljno dobro da geodeti točno postave locirajuću lokaciju ulog. Istodobno, FAA, Obalna straža i Ministarstvo prometa zatražili su ukidanje SA. Predsjednik Clinton naredio je uklanjanje selektivne dostupnosti 2000. To je zauvijek nestalo. Vladina GPS web mjesto kaže, 'Sjedinjene Države ne namjeravaju više nikada koristiti selektivnu dostupnost.'

Danas je GPS prijamnik u automobilu precizan do 10-15 metara. To je s modulima satelitskog prijamnika koji koštaju samo nekoliko dolara. Samostalni GPS prijamnici tvrde da su točni u roku od 3 metra (10 stopa), a više cijene koštaju samo nekoliko centimetara. Trimble Total Station GPS sustav za cijenu od 25 000 USD može biti precizan do manje od jednog inča. Što to znači? Varijante visoko preciznih GPS sustava mogu daljinski upravljati ravnanjem opreme za izgradnju cesta i brijanjem zemlje kako bi stvorili kolnik.

Ako imate stariji automobilski navigacijski sustav koji se čini preciznijim od 15 metara, navigacijski sustav igra mali trik. Ako ste na autocesti prema sjeveru, a u blizini nema druge ceste, ikona lokacije zaskoči do kolnika, a ako je podijeljena autocesta klizne na sjevernu stranu. Navigacija se također može kalibrirati ako skrenete ili zaobiđete zavoj. GPS navigacija također koristi unutarnji kompas, senzor pokreta i brzinomjer za preciznu procjenu mjesta u kojem se nalazite u tunelu. (U tunelu koji prelazi dva stanja, vidjet ćete da trenutna ikona položaja prelazi granicu stanja unutar duljine automobila ili dvije sa savršenom točnošću.)

Zapovjedni centar OnStar

Što GPS radi za vaš automobil osim pomicanja karata

Očito je da GPS u vašem automobilu daje trepćuću točku na karti koja pokazuje gdje je vaš automobil. Ima još. Evo nekoliko primjera:

  • Automatska obavijest o padu.U nesreći, ako je vaš automobil opremljen telematika kao što je GM-ov OnStar, automobil automatski prijavljuje vašu lokaciju telematskom pozivnom centru, koji zatim poziva najbliži PSAP (javna tajnica) ili 911 broj. Počevši od Ford i Sync, poziv bi se mogao uputiti i putem mobitela povezanog s Bluetoothom. Obično vozač u prolazu također nazove 911, ali to bi moglo biti pet minuta kasnije na lagano pređenoj cesti, a ako se spustite niz nasip i ne vidi se iz automobila koji prolaze, to možda nikad ne bi bilo da policajci ne znaju gdje potražiti . Poboljšani ACN dodaje dodatne informacije koje nisu GPS-a, poput mjesta i težine sudara, ako su putnici vezani pojasom i ako se automobil prevrnuo. BMW i GM rade na algoritmima koji bi predvidjeli izglede da je putnik ozbiljno ozlijeđen; oni vjeruju da su algoritmi dovoljno precizni da im dopuštaju da im kažu službenike sigurnosti kada trebaju otpremiti helikopter za medicinsku evakuaciju (5000 do 15 000 američkih dolara). Sve ovo ne bi bilo moguće bez GPS signala.
  • Napredni sustav prednjeg osvjetljenja zasnovan na kameriPrediktivna svjetla.Prvo su bila prednja svjetla, zatim dobra prednja svjetla (ksenon, LED, laser), zatim upravljiva svjetla koja ciljaju udesno kada okrenete kotač udesno, a sada prednja svjetla koja se počinju okretati udesno neposredno prije skretanja (fotografija gore). Koriste GPS signal za početak okretanja prednjih svjetala u trenutku kada počnete gledati u kut za jelenima, pješacima ili vozilima s invaliditetom, sekundu ili dvije prije nego što se kotači okrenu. Ford pilotira GPS usmjerena prednja svjetla.
  • Hibridi dužeg dometa, EV.Automobil želi zadržati dio baterije u rezervi za dodatno pojačavanje snage, ili se akumulator ne bi istrošio. Recimo da je vaša Toyota Prius dobra za milju od 60 km / h vožnje autocestom s blagim usponom. Ako su podaci karte zajedno s vašim trenutnim GPS položajem i trenutnim mogućnostima punjenja automobila znali da uzbrdo slijedi 2,5 milje nizbrdo, to bi moglo reći automobilu da sljedeću uzbrdicu prijeđe napunjenom energijom, znajući da će se nizbrdicom baterija napuniti.
  • Usluge.Kada tražite najbliži Burger King, a ne McDonald’s (možda vaša djeca misle da su BK nagrade bolje), potreban vam je GPS. Neki se problemi još uvijek razrađuju. Mnoge aplikacije trećih strana, kao ni baze podataka u automobilskim navigacijskim sustavima, još ne uzimaju u obzir da usluge vjerojatno želite ispred sebe, a ne iza i ne udaljene 20 milja sa strane.
  • Aplikacije za pametne telefone.Ako je u vaš automobil ugrađena telematika, on ima aplikaciju za pametni telefon s brojnim značajkama kao što su daljinsko pokretanje i daljinsko otključavanje vrata. Postoji i aplikacija lokatora zasnovana na GPS-u koja vas vodi do automobila kada ste zaboravili svoje mjesto na stadionu ili u trgovačkom centru.
  • Pametno otvaranje garažnih vrata. Mnogi automobili imaju HomeLink otvarače za garažna vrata. Umjesto da automobil pretrpa više gumba uz zrcalo vjetrobranskog stakla ili virtualne tipke na LCD-u, Tesla ih maskira radi vidljivosti. Kad GPS osjeti da je automobil udaljen oko pola kilometra od kuće, gumbi se pojavljuju u desnom kutu zaslona središnjeg sloga.
  • Kalibrirajte svoj brzinomjer.Savezni propisi zahtijevaju da brzinomjer nikad ne podcjenjuje vašu brzinu, bez obzira na to koja je odobrena veličina guma na automobilu. Ne želite dobiti kartu za 78-u-65-zonu kad ste mislili da imate samo 75; umjesto toga, vjerojatno vozite 72 ili 73 mph. Integrirani GPS mogao bi kalibrirati vaš brzinomjer na apsolutno ispravnu brzinu za ovaj set guma pri ovoj napuhanosti. Moglo bi. Nije. Ako imate prijenosni navigacijski uređaj, to obično pokazuje vašu brzinu.
  • Najbolji savjet za traku.Danas dobri navigacijski sustavi imaju poglede na izlazne trake koji pokazuju prometne trake, izlazne trake i traku koja može biti jedna. Sve precizniji GPS mogao bi osjetiti kada trebate prijeći preko trake za izlazak.

Tucson_001, 2016. (17)

GPS i samovozeći automobil

Samovozeći automobili oslanjaju se na optičke (također radarske) senzore i 3D mape kako bi točno razumjeli gdje se nalaze i gdje su opasnosti. GPS bi mogao igrati veću ulogu kada je točan do inča, a ne do metra ili 5 metara. To dolazi. U najmanju ruku, automobil se treba centrirati u 12-metarskoj traci i ne kolebati se više od stope od centra. Automobil sa zrcalima širok je 6-7 metara. Dodajte stopalo za dopušteni zamah s točnog središta i ostat će vam sigurnosna margina od 1,5-2,0 stope na svakoj strani. To danas najbolje mogu riješiti optički sustavi koji prate položaj automobila u odnosu na oznake traka.

S hipertočnim GPS-om mogao bi djelovati kao neovisni revizor senzora automobila - na primjer, ako bi vjerovao da LDW više ne radi savršeno. Za kišnog ili blago snježnog vremena gdje se optički sustavi propadaju ili su oznake traka djelomično zaklonjene, kombinacija bi mogla pomoći automobilu da malo duže održi centriranje traka. Na kraju bi se ugasilo.

Snježni plug i dalje bi mogao izaći u bijednom vremenu i krenuti prema naprijed barem pri umjerenoj brzini s GPS-om ili vodeći upravljač, ili upozoravajući vozača da plug nije u smjeru i da skreće s ceste. Ono što nije moguće pri brzinama od 60 mph u sljedećih pet godina, moglo bi se izvoditi pri brzinama od 30 mph.

P90099346

Kupnja savjeta

Prvi ugrađeni automobilski navigacijski sustav sredinom 1990-ih u BMW-u serije 7 koštao je oko 2500 dolara (4000 dolara u 2015.). Sada malo navigacijskih sustava košta više od 1000 USD, mnogi od njih 500 ili manje, a često su standardni za automobile s više od 50 000 USD, budući da je u boji LCD u središnjem nizu već poprilično obavezan. Glavne prednosti ugrađene navigacije su veliki zaslon (dijagonala od 7 do 10 inča), sekundarni zasloni za navigaciju na ploči s instrumentima ili head-up zaslonu te (obično) veće upravljačke tipke i tipke nego na PND-u ili pametnom telefonu. Krovna antena za morske pse može brže popraviti položaj prilikom pokretanja. Sustavi za automobilsku navigaciju gotovo se nikad ne kradu i ne vide se neugledne žice.

Pametni telefoni obično imaju bolje prepoznavanje glasa ('Siri, daj mi upute do stadiona Mile High'), aplikacije su jeftinije ili besplatne, a ažuriranja besplatna. Ažuriranja za automobilsku navigaciju mogu iznositi od 100 do 200 američkih dolara.

Apple CarPlay i Googleov Android Auto kombinirajte vrhunske aspekte oboje: dobivate ugrađenu aplikaciju za mapiranje koju već znate i koja vam se sviđa (Apple Maps na iOS-u, Google Maps na Android uređajima), prikazanu na LCD zaslonu automobila i pomoću nekih gumba i gumba u automobilu.

Ako ipak kupite GPS navigaciju u automobilu, učinite to znajući da ima vrijeme poluraspada, što znači da je možda bolji od prijenosnog uređaja danas, ali s vremenom će ga nadmašiti prijenosne jedinice. Do sada proizvođači automobila nisu ponudili ažuriranja glavne jedinice ili GPS modula. Ako u svom automobilu uvijek želite najaktualniji GPS, unajmite ga - ne kupujte.

Pogledajte našu seriju 2007es.com Explains za detaljnije izvještavanje.

Copyright © Sva Prava Pridržana | 2007es.com