Ви спізнюєтеся. GPS на смартфоні обертається, намагаючись захопити сигнал. Ви сидите в машині, яка виглядає так само, як та, що залишилася три милі тому. Це сучасний панічний момент.
Але коли індикатор нарешті спалахує зеленим, ви точно знаєте, де знаходитесь. Ви отримуєте покрокові вказівки для руху. Ви знаходите найближчу кав’ярню. Це можливо завдяки двом різним технологіям, що працюють у тандемі: стільникової мережі та системі глобального позиціонування (GPS).
Розуміння того, як працюють стільникові телефони та GPS-приймачі разом, пояснює, чому ваша карта іноді не працює в підвалі, але ідеально функціонує на шосе.
Стільникова мережа: ваша приблизна оцінка
У своїй основі стільниковий телефон – це складний двосторонній радіопередавач. Він спілкується не лише з людьми, а й із вежами.
Ці вежі розташовані у вигляді сітки осередків. Коли ви їдете, ви переміщаєтеся з одного осередку до іншого. Базові станції відстежують силу вашого сигналу. Коли ви на краю осередку, ваш сигнал слабшає. Наступна вежа фіксує його посилення. Мережа перемикає вашу розмову з однієї вежі на іншу.
У віддалених районах вежі розташовані рідко. У містах видимість блокують хмарочоси. У ліфтах сигнал часто зникає.
Але навіть без GPS-чіпа ваш телефон може припустити, де ви знаходитесь. Сервер може визначити ваше місцезнаходження за допомогою тріангуляції, використовуючи:
- Кут підходу вашого сигналу до веж
- Час, необхідний для проходження сигналу між кількома вежами
- Силу сигналу при досягненні вежі
Перешкоди, такі як дерева чи бетон, уповільнюють радіохвилі. Це робить місцезнаходження на основі стільникової мережі менш точним, ніж дані з супутників. Це приблизна оцінка. Достатньо для пошуку, але недостатньо для точної навігації.
Супутники GPS: точне позиціонування
GPS також використовує радіохвилі. Але він не використовує наземні вежі. Він використовує космос.
На орбіті знаходяться 27 супутників GPS. Двадцять чотири з них є активними. Три служать як резервні. Якщо один вийде з ладу, решта збереже цілісність мережі.
Щоб визначити ваше місцезнаходження, ваш приймач повинен знати:
- Де в небі знаходяться як мінімум три супутники
- Відстань до кожного із цих супутників
Він використовує процес, званий трилатерацією. Уявіть, що ви малюєте область навколо кожного супутника. Радіус цієї сфери дорівнює відстані до вашого приймача. Три сфери перетинаються у двох точках. Одна точка знаходиться у глибокому космосі. Інша – на Землі. Ця друга точка – це ви.
Для цього потрібна пряма видимість. Густий лісовий покрив або залізна будівля можуть заблокувати сигнал. Якщо ви не бачите супутників, ви не можете отримати точне позиціонування.
Бездротовий допоміжний GPS: гібридний підхід
Деякі телефони використовують бездротовий допоміжний GPS для прискорення процесу. Це іноді називають покращеним GPS.
Телефон використовує супутники. Він також використовує дані зі стільникової мережі. Цей гібридний метод часто захоплює ваше місце розташування швидше, ніж стандартний приймач.
Це допомагає у місцях, де традиційний GPS не працює.
- Усередині великих будівель
- Під густим листям
- У щільних міських «каньйонах», де хмарочоси блокують небо
Стільникова мережа надає приблизні дані про місцезнаходження та синхронізацію часу. Супутники забезпечують точність. Разом вони скорочують час до першого позиціонування. Ви отримуєте навігацію там, де автономний GPS здався б.
Це поєднання радіовеж і орбітальних супутників уможливлює сучасні послуги визначення місцезнаходження. Наступний крок – побачити, як ці функції фактично відображаються у пристроях, які ми носимо із собою.
У більшості сучасних смартфонів вбудований GPS чіп. Якщо пристрій не має цього обладнання, він все ще може визначити місцезнаходження, аналізуючи сигнали через сервер. Основна мета такої системи проста: коли ви набираєте 911, ваші GPS-телефони можуть передавати свої координати в Центр прийому викликів громадської безпеки (PSAP).
Довгий час у цьому функціонал обмежувався. Але деякі пристрої пішли далі. Вони інтегрували повноцінний GPS-приймач безпосередньо в корпус телефону або дозволяли підключати зовнішні пристрої через Bluetooth або дротові інтерфейси. Ці просунуті моделі могли запускати Java-програми. Вони пропонували покрокову навігацію. Вони визначали навколишні підприємства.
Щоб отримати доступ до цих функцій, потрібно три речі:
- Телефон із підтримкою GPS або сумісний зовнішній приймач
- Тарифний план, що підтримує передачу даних карток та GPS
- План обслуговування або програмне забезпечення, що надає актуальні дані карт та логіку маршрутизації
Типові сценарії використання пристроїв з визначенням розташування
Роботодавці використовували ці інструменти для моніторингу працівників. Компанії пропонували послуги відстеження своїм автопаркам. Телефон-локатор Wherifone надавав GPS-координати та можливість екстреного виклику. Батьки відстежували дітей. Ті, хто доглядає хворих, отримували повідомлення, якщо пристрій залишав «безпечну зону». У Японії компанія Wearable Environmental Information Networks представила Dog@Watch – GPS-годинник для домашніх тварин.
Покрокові інструкції стали основною перевагою. Телефони з екранами відображали маршрути. Динаміки озвучували повороти. Провайдери стягували щомісячну плату за доступ до цієї функції. Точність повністю залежить від бази даних карт. Застарілі карти призводили до неправильних поворотів.
Серед послуг були TeleNav. ViaMoto. MapQuest. Find Me smart2Go вимагав окремий Bluetooth-приймач та карту пам’яті. Destinator SP був пакетом програмного забезпечення смартфонів.
Любителі активного відпочинку знайшли цінність у Trimble Outdoors. Воно пропонувало карти для піших прогулянок. Гірський велосипед. Геокешінга. Інші компанії прагнули просувати стрічки новин, прив’язані до розташування. Купони. Рекламу.
Конкретні моделі викликали фурор у цю епоху. Mio A701 Smart Phone. Декілька телефонів Motorola, що продавалися через Sprint/Nextel.
Темна сторона та реакція регулюючих органів
Не всі використовували цю технологію відповідально. Поліція в Теннессі відстежила підлітка, який здійснював розіграші із викликом 911 із GPS-телефону. Правоохоронці в Каліфорнії заарештували чоловіка, який сховав GPS-телефон під капотом машини своєї колишньої дівчини, щоб переслідувати її.
Комісія зв’язку США (FCC) відповіла програмою Enhanced 911 (E911). Це правило наказувало всім стільниковим телефонам передавати свій номер та місцезнаходження при виклику 911. Виробники та провайдери повинні були відповідати вимогам до кінця 2005 року. Цей термін пояснює, чому в багатьох нових телефонах було встановлено GPS-приймачі, навіть якщо вони не могли виконувати складні завдання навігації.
E911 рятує життя. Але це викликає питання щодо конфіденційності. Багато центрів PSAP все ще не мали можливості приймати дані про місцезнаходження мобільних телефонів. Технологія випереджала інфраструктуру, призначену на її використання.
Часті питання
Чи є у мобільних телефонів справжній GPS?
Більшість стільникових телефонів мають можливості справжнього GPS.
