Nešiojamo GPS apribojimai, veikimo principai ir alternatyvios technologijos

Nuo šio amžiaus pradžios nešiojami GPS įrenginiai tapo nebrangūs ir plačiai prieinami. Jie naudoja signalus, siunčiamus iš kelių orbituojančių palydovų, kad galėtų bet kurioje Žemės vietoje nustatyti jūsų koordinates. Kai pradinė padėtis nustatoma, įrenginys gali stebėti judėjimą, apskaičiuoti greitį ir atlikti daugybę kitų skaičiavimų. Tačiau ši technologija reikalauja tiesioginio matomumo su palydovais.

Ribojimai

Yra keletas vietų, kur nešiojami GPS neveikia arba veikia prastai. Dideliuose pastatuose ar prekybos centruose GPS signalų priėmimas dažnai nepavyksta dėl trūkstamo matomumo iki pakankamo skaičiaus palydovų. Tas pats galioja ir požeminiuose patalpose – požeminiuose prekybos kompleksuose, tuneliuose, metro linijose ar natūraliuose urvuose. Net ir virš žemės esantys žygeiviai gali prarasti signalą, kai jie yra po uolų arba miškų slėpynėmis. Tai neišvengiamas GPS technologijos apribojimas.

GPS pagrindai

GPS įrenginiai gauna signalus iš kelių modernių palydovų, kuriuos iš pradžių išsiuntė JAV kariuomenė. Kiekvienas palydovas sukasi aplink Žemę geostacionarioje orbitoje ir turi itin tikslius atominius laikrodžius. GPS palygina signalų atvykimo laikus iš kelių palydovų, apskaičiuoja atstumą iki jų ir pagal tai nustato jūsų vietą. Kai įrenginys sulaukia signalų iš trijų palydovų, jis gali nustatyti jūsų padėtį paviršiuje; su keturių ar daugiau palydovų signalais – taip pat ir aukštį.

„Dead Reckoning“ (numatymas be signalo)

Galėtumėte manyti, kad GPS praneš klaidą, kai įeinate į tunelį ar prarandate signalą. Praktikoje taip dažniausiai neįvyksta. Kai pradinė padėtis nustatyta, įrenginys nuolat perskaičiuoja vietą realiu laiku, taip suteikdamas greitį ir kryptį. Įeinant į tunelį, GPS praranda ryšį su palydovais, tačiau jis žino jūsų greitį, kelio pavadinimą ir kryptį, todėl atlikdamas vadinamą „dead reckoning“ prognozuoja jūsų buvimo vietą, kol vėl susisieks su palydovais.

Alternatyvūs sprendimai

Yra keli metodai, leidžiantys naviguoti požemiuje. Japonijos įmonė Aichi Steel sukūrė įrenginį, kuris naudoja Žemės magnetinį lauką ir akselerometrą pozicijos nustatymui. Derinant jį su GPS, teoriškai būtų galima sklandžiai naviguoti tiek virš, tiek po žeme. Šveicarijoje sukurta urvų tyrimo sistema naudoja keturis transliuotojus, išsidėsčiusčius urve, kurie gauna GPS signalus ir perduoda juos tyrinėtojui, leidžiant tiksliai nustatyti jo vietą.