Статьи и Лайфхаки

Содержание :

1.
2.
3.
4.

В описании характеристик, среди использующихся в мобильных устройствах навигационных систем вроде, GPS и ГЛОНАСС, в последнее время можно встретить еще одну. О том, что же такое Beidou (Бэйдоу) и для чего она используется в смартфоне, мы и расскажем.

Что представляет собой Beidou

Как и было сказано выше, Beidou – это китайская спутниковая навигационная система, аналог американской GPS и , а также еще не дошедшего до стадии активного коммерческого использования европейского проекта Galileo.

Свое название получила в честь китайского варианта имени созвездия Большой Медведицы.

Состоит система из спутниковой группировки и сети наземных станций, большая часть которых находится на территории Китая. Однако в последнее время идет интенсивное расширение: наземные базы появились в следующих странах и регионах:

  • Россия.
  • Пакистан.
  • Сингапур.
  • Австралия.
  • Африка.
  • Европа.
Длительное время существовавшая ситуация, когда GPS была фактически монополистом на рынке навигационных услуг в сочетании с агрессивной и непредсказуемой политикой Соединенных Штатов не слишком устраивала большинство стран, поэтому на случай возможных конфликтов они заботятся об альтернативе.


Тем не менее, пока что Beidou по размерам своего покрытия не может считаться глобальной системой и относится к региональным, так же, как, например, индийская IRNSS.

На каком принципе работает Beidou

Как и в любой другой современной навигационной системе, местоположение устройства определяется при помощи измерения скорости прохождения радиосигнала к нему от расположенного на спутнике или наземной станции передатчика.


Дальше вступает в действие тривиальная геометрия: поскольку скорость распространения электромагнитных волн в атмосфере постоянна, имея координаты минимум трех источников, система определяет точку, где находится устройство, с погрешностью менее чем 1 метр.

Какие устройства поддерживают эту систему

В первую очередь, это гаджеты китайских производителей, предназначенные для китайского же рынка. Например, поддержка использования Beidou имеется в таком недорогом (около 5 тыс. рублей) смартфоне, как .

В то же время в аппаратах, предназначенных для других рынков, эта система может и отсутствовать. Например, для устройств, предназначенных для продажи россиянам, вместо Beidou могут установить ГЛОНАСС.

Кроме того, этой системой оснащают свои устройства многие другие производители Юго-Восточной Азии. Она имеется в смартфонах таких брендов, как , хотя и далеко не в каждой модели.

А вот в таких известных топовых гаджетах, как Google Pixel или Iphone X модуль Beidou отсутствует, в то время как с ГЛОНАСС они работать способны.

Как определить, имеется ли поддержка Beidou в вашем смартфоне


Для этого можно воспользоваться приложением AndroiTS GPS Test, загрузить которое можно с . Среди прочих вкладок в нем имеется список спутников, с которыми может взаимодействовать смартфон.

Национальная принадлежность каждого из них отмечена флажком соответствующей страны. Если в списке есть красные китайские флажки – значит, Beidou в нем тоже имеется.

При этом каких-либо действий владельца для пользования этой системой предпринимать не требуется. Китайские спутники будут использоваться для повышения точности определения координат наравне с сателлитами ГЛОНАСС и GPS при обращении к навигации соответствующих приложений.

Как уверяют создатели Beidou, к 2020 году она должна стать полноценной глобальной навигационной системой, ничуть не уступающей своим американским и российским конкурентам. Произойдет ли это в действительности, покажет будущее: поживем – увидим.

Спутниковая навигационная система Бэйдоу - китайская спутниковая система навигации, состоящая из двух отдельных групп спутников. Первая группа Бэдоу-1, официально названная как Экспериментальная спутниковая навигационная система, была запущена в 2000 году в ограниченном тестовом режиме и состояла только из трех спутников. Вторая группа Бэйдоу-2, также известная как COMPASS, находится в стадии создания, которое предполагается завершить к 2020 году.


Название Бэйдоу, система получила в честь созвездия Большой Медведицы, которое с давних времен использовалось в навигации для нахождения Полярной Звезды. Оригинальная идея создания китайской навигационной системы была предложена ещё в 1980 гг. Ченом Фангьюном (Chen Fangyun).

Китайское национально космическое управление определило следующий порядок развития системы Бэйдоу:

  • 2000—2003 гг.: Экспериментальная система Бэйдоу, состоящая из трёх спутников.
  • 2012 год: Навигационная система для покрытия территории Китая и остальной Азии.
  • 2020 год: Глобальная навигационная система.

В начале 2000-х годов Китайская Бэйдоу-1 отставала от GPS и ГЛОНАСС минимум на поколение. Экспериментальная спутниковая система работала медленнее, давала худшие результаты и была в десятки раз дороже. В 2004 году, с началом создания Бэйдоу-2, произошла модернизация технологий и ситуация изменилась в лучшую сторону. Планируется, что новая глобальная спутниковая система навигации Бэйдоу будет состоять из 35 спутников, среди которых 5 будут расположены на геостационарной орбите, а оставшиеся 30 на средних орбитах, полностью охватывающих Землю. Как и в других спутниковых системах, будет доступно два уровня позиционирования услуг - открытый и закрытый (для военных). Открытый вариант будет доступен по всему миру для обычных пользователей и, как утверждают разработчики, точность позиционирования составит до 10 метров, а скорость до 0.2 метров в секунду.


Китайской стороне ещё предстоит урегулировать вопросы с американской, европейской и российской сторонами относительно частотных диапозонов, которые будет использовать Бэйдоу. Пока же китайская спутниковая система работает на частотах сигнала В1 и Е2 с частотой 1561,098 МГц.


Бэйдоу-2 была запущена в коммерческую эксплуатацию 27 декабря 2012 года, как навигационная система для Азиатско-Тихоокеанского региона. Из выведенных на орбиту 16-ти спутников, задействованы 11, а остальные 5 выполняют резервную функцию. Количество спутников будет увеличиваться вплоть до 2020 года и когда система заработает в полную мощность, начнется её использование по всей Земле.

В последние годы страны Азии активизировали деятельность по космическим разработкам. Особенно успешны в этом Китай, Индия и Япония. О достижениях этих стран, об их соперничестве в космосе сайт рассказывает старший научный сотрудник Центра экономических исследований Российского института стратегических исследований Ирина Прокопенкова.


Азия рвётся в космос

— Ирина, космонавтика перестала быть страшно закрытой сферой в связи с тем, что сейчас развивается международная кооперация?

— Отчасти, да. В целом произошли очень серьезные изменения, начиная с 1990-х годов. После этапа космической гонки периода холодной войны пошло насыщение космонавтики, замедлились темпы развития в странах-лидерах — Европе, США, и произошел пересмотр приоритетов, стратегий развития. И больше переключились на коммерциализацию космической деятельности, на развитие прикладных систем, которые дают отдачу и позволяют получить прибыль. Это коммерческие системы телекоммуникаций, дистанционного зондирования.

И в последние годы эта тенденция наложилась на циклический спад на рынке коммерческих космических спутников и совпала с мировой экономической рецессией. Поэтому произошла определенная стабилизация государственного финансирования.

Последние 5 лет мировые затраты на космические программы на уровне 70 миллиардов долларов так и остаются - и не растут. С другой стороны, наблюдается активизация второстепенных космических держав. И это не только Китай, Индия, Япония, которые у всех на слуху, но и, что примечательно, развивающиеся страны, причем в основном азиатские.

За 10 лет их число удвоилось, хотя каждый из них вкладывает очень незначительные средства в космос, но в целом затраты в два раза увеличились за последние десятилетия, сейчас они в совокупности оцениваются в 7 млрд долларов.

— А почему это для них так важно? У них же есть какие-то более насущные экономические проблемы?

— Руководство этих стран и рассматривает космонавтику как способ решить социально-экономические задачи, насущные проблемы, которые стоят перед этими странами. Например, для организации рационального природопользования, для мониторинга природных стихийных бедствий, для обеспечения связи в труднодоступных районах.

И этому способствовало также то, что в последние годы произошел прорыв в технологиях малых космических аппаратов. Они стали меньше, легче, дешевле, и при этом позволяют решать задачи на достаточно приличном уровне, что для этих небогатых стран снизило порог входа в космическую деятельность.

То есть они себе могут позволить заказать или даже изготовить, если у них есть соответствующие ресурсы, собственный спутник. Им не нужно сверхвысокое разрешение, как для США, России, Китая, которые решают военные задачи с помощью спутников.

Плюс, в стране, которая может запустить сама в космос спутник, это предполагает наличие очень серьезной промышленности и смежных отраслей. Потому что ракета — очень сложное изделие, в ней несколько тысяч деталей, все это требует очень высокой точности, очень большого объема испытаний. Потому что техника очень ответственная, уникальная.

— А скажите, страна, чтобы перейти в пул космических держав, обязательно должна иметь собственную ракету, запустить ее в космос, или сейчас можно как-то пристроиться к этому пулу, получить статус космической державы, как вы говорите, на работе с этими малыми космическими аппаратами.

— Тут надо прояснить, потому что само понятие космической державы немного неофициальное. Есть формальное наименование "Большой космический клуб". Это как раз включает страны, которые сами, собственными силами запустили в космос спутник. Таких стран сейчас в мире 11. Помимо известных России, США, Европы, это Китай, Индия, Япония и еще три азиатские страны, которые этот статус получили буквально в последние пять лет: Иран в 2009 году, Северная Корея и Южная Корея в 2012 и 2013 годах.

— А какой характер имеет нынешняя международная кооперация? Можно ли сказать, что такие азиатские сраны, как Индия и Китай, развили свою космическую промышленность во многом благодаря тому, что США перенесли в эти страны свои производства?

— Не совсем так. То есть, конечно, и для Индии, и для Китая, и для Японии был ключевым фактор именно по заимствованию зарубежных технологий. Для Индии и Китая — российские прежде всего, для Японии — американские. Но на современном этапе в космической отрасли очень взвешенно и осторожно подходят к вопросам сотрудничества. Штаты имеют законодательное ограничение вообще на любую кооперацию с Китаем в сфере космоса. Этот закон был принят в 2011 году.

— А в чем тогда заключается эта кооперация?

— Получается, что на данный момент США с Китаем в космосе не сотрудничают вообще. Хотя до 1999 года американские компании спутниковых услуг активно сотрудничали с Китаем, они запускали спутники на китайских ракетах. Но потом, после 1999 года, это было приостановлено. Был большой скандал из-за того, что произошла утечка технологий в Китай.

Но Европа, несмотря на то, что есть эмбарго, не обрывала контакты с Китаем, продолжала сотрудничество по научным проектам. Примечательно, что как раз в прошлом году Европейское космическое агентство впервые в своей стратегии космической деятельности объявило Китай стратегическим партнером.

— Как далеко азиатские страны продвигаются в части собственных технологических, научных разработок? То есть насколько они работают на опережение? Мало же догнать.

— Как раз у них один из столпов космической стратегии — развитие собственных инноваций, собственного космического потенциала. Они очень далеко продвинулись на этом пути. То есть за 10 лет произошел просто колоссальный рывок.

Сейчас Китай, например, входит в число трех стран мира, который занимается пилотируемыми проектами. Учитывая, что "Шаттл" не летает, фактически только Китай и Россия могут запустить человека в космос в настоящий момент.

И, как ожидается, ближайшие 5 лет для Китая должны стать решающим этапом, должны быть реализованы три важнейших проекта — это развертывание собственной глобальной навигационной спутниковой системы к 2020 году, создание орбитальной космической станции и изучение Луны автоматическими космическими аппаратами. У нас в этом году должна быть мягкая посадка на Луну станции, которая доставит на землю лунный грунт.

— Если Штаты наложили на Китай эмбарго, Россия может этим воспользоваться и теснее работать с Китаем в космической отрасли?

— У нас как раз сотрудничество не прерывалось. Мы сотрудничали и с Индией, и с Китаем. И с той, и с другой страной у нас тесные связи. Достаточно посмотреть на китайский космический пилотируемый корабль "Шэньчжоу-5", поставить рядом наш "Союз" — сразу все понятно.

Китай, несомненно, очень много взял нашего опыта. И после введения санкций против России, конечно, это направление приобретает особую актуальность для России, развитие сотрудничества именно с Индией и Китаем.

— Благодаря чему Индии и Китаю удается делать масштабные инвестиции в космос? Создаются какие-то особые условия, привлекаются ли частные инвестиции? Отличается ли модель привлечения частных инвестиций у Штатов, России и азиатских стран?

— Азиатские страны, на самом деле, очень сильно отличаются и от Штатов, и друг от друга. В Китае, например, вся космическая промышленность — в руках государственных корпораций. Там существует две огромные государственные корпорации, которые иногда конкурируют по отдельным направлениям, и каждый имеет свою специализацию.

Но Китай очень активно изучает и использует опыт США. То есть отдельные подразделения этих корпорации, хотя они числятся государственными, акционируются, их акции торгуются на биржах, и Китай ставит себе цель в итоге создать передовую космическую промышленность на мировом уровне.

То есть, как раз эти две корпорации, которые будут сопоставимы с Lockheed или Boeing. В Индии немножко по-другому. В отличие от Китая индийская космическая промышленность очень ограничена по масштабам, и фактически вся космическая техника сейчас производится даже не на предприятиях, а силами индийской Организации космических исследований.

— Китай, Япония, Индия, в частности, все-таки на политической арене выступают немножко конкурентами друг другу. Это как-то сказывается на региональной кооперации космической стран азиатского региона?

— Несомненно. То есть, между этими странами взаимодействия нет. Но между ними существует конкуренция на региональном уровне за влияние на страны-соседи. То есть, с 2008 года в регионе действует параллельно две организации по содружеству в сфере космоса. Одна под эгидой Китая, другая под эгидой Японии. И это направление для Китая, Японии, Индии очень важно. Это для них средство проецировать свое влияние на соседей по региону через космические технологии.

— А локальные связи в регионе между кем и кем строятся?

— Китай учредил Азиатско-Тихоокеанскую программу по сотрудничеству в сфере космоса. Туда, помимо Китая, входят Бангладеш, Индонезия, Иран, Монголия, Пакистан, Перу, Таиланд и Турция. Кроме Китая в этой организации у остальных стран очень умеренные возможности в сфере космоса. То есть Китай себя как несомненного лидера позиционирует.

И сейчас каждая из этих стран хочет возглавить нарождающийся тренд в формировании нового космического центра в Азии, каждый хочет стать лидером этого процесса.

— А статус лидера какие дивиденды дает?

— Выход на мировой рынок, на региональный рынок. Потому что Китай, например, создает свою навигационную спутниковую систему, она сейчас уже в регионе предоставляет услуги, и к 2020 году Китай планирует занять очень значительную нишу на рынке навигационных спутниковых систем. В первую очередь в регионе.

Но все-таки космическая промышленность азиатских стран очень зависима от США и Европы. Передача технологии экономит миллиарды долларов, десятки миллиардов, но США всячески препятствуют передаче. Если она как-то и происходит, то как-то опосредованно.

И поскольку США оборвали сотрудничество с Китаем, что Китай, что Индия опираются на свои силы, но по части электронных компонентов они зависят от США. В 2013 году министерство торговли Китая опубликовало данные, что объем импорта радиоэлектронных компонентов уступает только импорту нефти. То есть это вторая позиция.

— Я как раз и хотела спросить, насколько они зависимы?

— От США все зависят, даже Европа.

— А можете рассказать о каких-то совместных космических проектах России с азиатскими странами?

— У нас сейчас наиболее активно будет развиваться сотрудничество по серии навигационных спутниковых систем между нашей системой ГЛОНАСС и китайской системой Beidou. Интеграция стандартов, интеграция систем.

Также на российской территории будут строиться станции для коррекции системы Beidou, а в Китае будут размещаться станции для повышения точности сигналов ГЛОНАСС. Плюс, у нас уже создана система Р-ГЛОНАСС — система экстренного реагирования при авариях на базе ГЛОНАССа.

Китай этим опытом заинтересовался, он сейчас хочет построить свою систему на базе Beidou, но достигнута договоренность стандарты объединить.

Поскольку мы сотрудничаем еще в рамках ШОС и БРИКС, сейчас Китай очень развивает проект "Экономический поиск Шелкового пути", очень важное место занимает развитие транспортной инфраструктуры. И вот как раз здесь эти системы могут играть большое значение в отслеживании транспортных потоков, управлении транспортными потоками.


Лекция по анатомии мобильных устройст в. Навигация (GPS, ГЛОНАСС и др.) в смартфонах и планшетах. Источники ошибок. Методы тестирования.

Еще совсем недавно в торговых сетях можно было купить устройства под названием "Навигаторы". Главная функция этих устройств полностью соответствовала их названию, и выполняли они её, как правило, хорошо.

В то время в мире практически единственной нормально работающей системой навигации была американская GPS (Global Positioning System), и её хватало на все потребности. Собственно, слова "навигация" (навигатор) и GPS были в то время синонимами.

Всё изменилось, когда производители КПК (карманных компьютеров), а затем смартфонов и планшетов, стали встраивать в свои устройства поддержку навигации. Физически она реализовывалась в виде встроенных приемников навигационных сигналов. Иногда поддержку навигации можно было найти даже в кнопочных телефонах.

С этого момента всё изменилось. Навигаторы, как отдельные устройства, почти исчезли и из производства, и из продажи. Потребители в массовом порядке перешли на использование смартфонов и планшетов в качестве навигаторов.
Тем временем были успешно запущены в эксплуатацию еще две системы навигации - российская ГЛОНАСС и китайская Beidou (Бэйдоу, BDS).

Но это не значит, что в качестве навигации что-то стало лучше. Функция навигации в этих устройствах (смартфонах и планшетах) стала уже не основной, а одной из многих.

В результате многие пользователи стали замечать, что для целей навигации не все смартфоны "одинаково полезны".

Вот здесь мы и подходим к проблеме определения источников ошибок в навигации, включая вопрос и о роли недобросовестности производителей устройств в этом вопросе. Печально, но факт.

Но прежде чем винить производителей во всех грехах, разберемся сначала с источниками ошибок в навигации. Ибо производители, как мы выясним далее, виноваты не во всех грехах, а только в половине. :)

Ошибки в навигации можно разделить на два основных класса: вызванные внешними относительно устройства навигации причинами, и внутренними.

Начнем с внешних причин . Они возникают, в основном, из-за неравномерности атмосферы и естественной технической погрешности средств измерений.

Их примерный вклад таков:

Преломление сигнала в ионосфере ± 5 метров;
- Колебания орбиты спутника ± 2.5 метра;
- Ошибка часов спутника ± 2 метра;
- Неравномерность тропосферы ± 0.5 метра;
- Влияние отражений от предметов ± 1 метр;
- Погрешности измерения в приемнике ± 1 метр.

Эти погрешности имеют случайный знак и направление, поэтому итоговая погрешность рассчитывается в соответствии с теорией вероятностей как корень из суммы квадратов и составляет 6.12 метра. Это не значит, что погрешность всегда будет такой. Она зависит от количества видимых спутников, их взаимного расположения, а наиболее всего - от уровня отражений от окружающих предметов и влияния препятствий на ослабление сигналов спутников. В результате погрешность может быть как выше, так и ниже приведенной "усредненной" величины.

Ослабление сигналов от спутников может наступать, например, в следующих случаях:
- при нахождении внутри помещения;
- при нахождении между близко расположенными высокими объектами (между высотными зданиями, в узком горном ущелье и т.п.);
- при нахождении в лесу. Как показывает опыт, плотный высокий лес может значительно затруднять навигацию.

Эти проблемы связаны с тем, что высокочастотные радиосигналы распространяются подобно свету – то есть только в пределах прямой видимости.

Иногда навигация, пусть и с ошибками, может работать и на отраженных от препятствий сигналах; но при многократном переотражении они становятся настолько слабыми, что навигация с ними работать перестает.

Теперь переходим к "внутренним" причинам ошибок в навигации; т.е. которые создаются самим смартфоном или планшетом.

Собственно, проблем здесь только две. Во-первых, слабая чувствительность навигационного приемника (или проблемы с антенной); во-вторых, «кривой» софт смартфона или планшета.

Перед рассмотрением конкретных примеров поговорим о способах проверки качества навигации.

Методы тестирования навигации .

1. Тестирование навигации в «статике» (при неподвижном положении смартфона/планшета).

Такая проверка позволяет определить следующие параметры:
- скорость первоначального определения координат при «холодном старте» (засекается по часам);
- список навигационных систем, с которыми работает данный смартфон/планшет (GPS, ГЛОНАСС и т.д.);
 - расчетную точность определения координат;
- скорость определения координат при «горячем старте».

Эти параметры можно определить как с помощью обычных навигационных программ, так и с помощью специальных тестовых программ (что удобнее).

Правила тестирования в «статике» очень просты: тестирование должно делаться на открытом пространстве (широкая улица, площадь, поле и т.п.) и при отключенном интернете . При нарушении последнего требования время «холодного старта» может значительно ускориться за счет прямого скачивания орбит спутников из интернета (A-GPS, assisted GPS) вместо их определения по сигналам с самих спутников; но уже будет «не честно», поскольку это уже не будет чистая работа самой системы навигации.

Рассмотрим пример работы программы тестирования навигации AndroiTS (существуют и аналоги):


(кликнуть для увеличения)

На только что представленной картинке видно, что смартфон работает с тремя навигационными системами: американской GPS, российской ГЛОНАСС и китайскойBeidou (BDS ).

В нижней части скриншота видны успешно определенные координаты текущего места. Величина одного градуса по широте – примерно 100 км, соответственно, цена единицы младшего разряда – 10 см.

Величина одного градуса по долготе – разная для разного географического положения. На экваторе она тоже составляет около 100 км, а вблизи полюсов уменьшается до 0 (у полюсов меридианы сближаются).

Справа от колонки с обозначением государственной принадлежности спутников идет колонка с номерами спутников. Эти номера к ним жестко привязаны и не меняются.

Далее идут колонки с цветными столбиками. Величина столбиков означает уровень сигнала, а цвет - их использование системой навигации или не использование. Неиспользуемые спутники обозначены серыми столбиками. Цвет используемых зависит от их уровня сигнала.

Следующая колонка - это тоже уровень сигнала от навигационных спутников, но уже в цифрах ("условных единицах").

Затем идет колонка с зелеными галочками и красными прочерками - это повтор информации о том, используется спутник или нет.

В верхней строке словом "ON" обозначен статус состояния навигации; в данном случае это означает, что в настройках смартфона разрешено определение координат и они определены. Если же там указан статус "WAIT" , то определение координат разрешено, но необходимое количество спутников еще не найдено. Статус "OFF" означает, что в настройках смартфона определение координат запрещено.

Затем кружочком с концентрическими окружностями и цифрой 5 обозначена расчетная точность определения координат в данный момент - 5 м. Эта величина рассчитывается, исходя из количества и "качества" используемых спутников и предполагает, что обработка данных от спутников в смартфоне делается без ошибок; но, как увидим далее, это не всегда так.

По мере движения спутников все эти данные должны меняться, но координаты (в нижней строке) должны меняться незначительно.

К сожалению, данное приложение не показывает время, затраченное на первоначальное определение координат ("холодный старт"), да и другие подобные приложения - тоже. Это время надо "засекать" вручную. Если время «холодного старта» составило менее минуты, то это – отличный результат; до 5 минут – хороший; до 15 минут – средний; более 15 минут – плохой.

Для определения скорости «горячего старта» достаточно выйти из программы тестирования и через несколько минут снова зайти. Как правило, за время запуска тестовой программы она успевает определить координаты и сразу же предъявляет их пользователю. Если же задержка с предъявлением координат при «горячем старте» превышает 10 секунд, то это уже подозрительно долго.

Эффект быстрого определения координат при «горячем старте» связан с тем, что система навигации запоминает последние вычисленные орбиты спутников и ей не надо заново их определять.

Итак, с тестированием навигации в «статике» разобрались.

Переходим ко 2-ому пункту тестирования навигации - в движении.

Главное предназначение навигации – привести нас в правильное место в процессе движения, и без проверки в движении тест был бы неполным.

В процессе движения с точки зрения навигации существуют три типа местности: открытая местность, городская застройка и лес.

Открытая местность – это идеальные условия навигации, здесь проблем нет (разве только у совсем "отстойных" устройств).

Городская застройка в большинстве случаев характеризуется наличием высокого уровня отражений и небольшим снижением уровня сигнала.

Лес «работает» наоборот – существенное ослабление сигнала и небольшой уровень отражений.

Для начала посмотрим на образец почти "идеального" трека:


На картинке изображены два трека: туда/обратно (так будет и далее почти на всех картинках). Такие картинки позволяют сделать достоверный вывод о качестве навигации, так как можно сличить два почти одинаковых трека между собой и с дорогой. На этой картинке всё хорошо – колебания трека находятся в пределах естественной погрешности. В верхней части адекватно прорисован проезд по разные стороны кольцевого перекрестка. В некоторых местах заметно расхождение между треками, вызванное, вероятно, отражениями сигнала от водной поверхности и от металлических конструкций моста через реку. А в некоторых - почти идеальное совпадение.

Теперь разберем несколько типовых случаев "проблемных" треков.

Посмотрим на трек GPS смартфона, на который повлияло снижения уровня сигнала в высоком лесу:

Расхождение треков друг с другом и с дорогой заметное, но далеко не катастрофическое. В данном случае точность навигации в смартфоне снизилась в пределах "естественной убыли" для таких условий. Такой смартфон надо признать подходящим для навигационных целей.

В правой части скриншота хорошо заметны расхождения треков между собой и дорогой. Такие расхождения в условиях подобной "колодцеобразной" застройки почти неизбежны, и в данном случае никак не свидетельствуют против тестируемого смартфона.

Теоретически, чем больше систем навигации поддерживает смартфон (планшет), тем больше спутников он использует для навигации и тем меньше должна быть ошибка.
Практически же это не всегда так. Довольно часто из-за "кривого" софта смартфон не может правильно состыковать данные от разных систем и в результате возникают аномальные ошибки. Рассмотрим несколько примеров.

Возьмем, например, такой трек:

На только что приведенном скриншоте виден иглообразный выброс, который не мог быть следствием каких-то помех: путь проходил через малоэтажную застройку без густых лесопарковых насаждений. Данный выброс целиком на совести "кривого" софта.

Но это были еще "цветочки". Бывают смартфоны, где аномальные ошибки навигации - это уже не "цветочки", а "ягодки":

При записи данного трека аномальные ошибки "кривого" софта соединились с ослаблением сигналов в высоком лесу. В результате получился трек, по которому просто невозможно догадаться, что путь туда и обратно был пройден по одной и той же тропинке трезвым человеком. :)
А густой пучок линий в верхней части - это "путь" неподвижно лежащего смартфона во время привала. :)

Есть еще один вид аномальных ошибок, связанный с паузой в потоке данных, поступающих от навигационного приемника к вычислительной части смартфона:

На этой картинке видно, что часть пути (примерно 300 м) прошла по прямой линии, притом частично прямо по воде. :)

В данном случае смартфон просто соединил прямой линией точки пропажи и появления потока координат. Их пропажа могла быть связана как с уменьшением количества видимых спутников ниже критического числа, так и с "кривым" софтом и даже аппаратными проблемами (хотя последнее и маловероятно).

В случае же полного пропадания сигналов от спутников, навигационные программы обычно не соединяют прямыми линиями точки пропажи и появления, а оставляют просто "пустое место" (получается разрыв в треке):

На этой картинке виден разрыв трека в том месте, где часть пути прошла по подземному переходу с полным пропаданием видимости всех спутников.

После изучения причин и характерных ошибок навигации, пора перейти к выводам .

Наилучшая навигация, как и следовало ожидать, бывает у смартфонов и планшетов "высоких" брендов. С ними проблемы в виде аномальных ошибок пока что не обнаруживались. И, разумеется, чем больше систем навигации поддерживает устройство, тем лучше. Правда, поддержка китайской Beidou пока имеет смысл при использовании устройства в регионах и странах, расположенных недалеко от Поднебесной. Китайская система навигации не глобальная, а "местная" (на данный момент). Так что поддержки GPS и ГЛОНАСС будет вполне достаточно.

Если же смартфон или планшет имеют не слишком "именитое" происхождение, то проблемы с навигацией могут быть, а могут и не быть. Перед его боевым применением рекомендуется его протестировать как в статике, так и в движении в различном окружении, чтобы впоследствии он не преподнес какой-либо неприятный сюрприз. В большинстве случаев мобильные устройства с поддержкой одной только GPS приносят меньше проблем, хотя и точность у них ниже, чем у многосистемных.

К сожалению, при выборе смартфона (планшета) с хорошей навигацией ориентироваться по обзорам устройств в интернете довольно сложно. Подавляющее число IT- порталов игнорируют проверку навигации в движении и в сложных условиях. Такую проверку делают только на данном портале () и еще буквально на паре других.

В заключение надо сказать, что навигационными средствами сейчас оборудуются не только смартфоны и планшеты, но и многие другие устройства. Они устанавливаются, например, в фотоаппаратах, видеокамерах, GPS- трекерах, автомобильных видеорегистраторах, смарт-часах, некоторых специализированных типах устройств, и даже в электронной системе налогообложения водителей российских большегрузов "Платон".

Ваш Доктор .
20.01.2017

Все чаще в характеристиках коммуникационных возможностей смартфонов можно встретить в графе «навигация» упоминание про BeiDou или BDS. Поэтому у непосвященных пользователей возникает вопрос, что именно представляет собой данная функция и какие возможности она предоставляет владельцу аппарата. Также многим интересно, в каких устройствах имеется Бэйдоу, работает ли данная функция в Европе и как ею воспользоваться.

Beidou (Бэйдоу) – это китайская комбинированная навигационная система. Начало ввода в эксплуатацию состоялось в 2000 году. Названа она в четь китайского имени созвездия Большой Медведицы. Система призвана стать конкурентом для американской GPS и российской ГЛОНАСС. Как и соперники, это – комплекс двойного назначения, предназначенный в первую очередь для вооруженных сил, но также доступный гражданским пользователям. В настоящее время (начало 2017 года) система еще не носит глобального масштаба, так как не покрывает всей земной поверхности. Этой цели китайцы планируют достичь в 2020 году.

Система навигации Beidou состоит из космической и наземной частей. Первую представляет группировка спутников, расположенных на геостационарных и средних околоземных орбитах. Наземный комплекс состоит из сети базовых станций, также осуществляющих определение местоположения, ускоряющих работу и повышающих точность навигации. Наземные станции на данный момент располагаются в основном на территории Китая и некоторых азиатских стран, являющихся его союзниками или партнерами. А вот спутниковая группировка частично доступна и в Европе.

Как и в GPS или ГЛОНАСС, в Beidou навигация осуществляется путем измерения длительности прохождения радиосигнала от передатчика (спутника или наземной базы) – к приемнику (навигатору или смартфону). Так как скорость распространения радиоволн фиксирована (она равна скорости света), зная координаты хотя бы 3 источников сигналов и время прохождения этих сигналов, Бэйдоу определяет местоположение смартфона. Точность позиционирования в идеале составляет менее 1 метра.

На самом деле работа навигационной системы достаточно сложна, но для небольших умов, вроде моего, американский парень в видео ниже достаточно доходчиво объясняет принцип.

Но вернемся к Beidou.

Работает ли Beidou в Европе

Так как пока что покрытие Beidou не имеет глобальных масштабов, возникает вопрос, работает ли эта система на территории европейского континента. Ответ на него лишь частично положительный. В 2015 году китайцы открыли первую наземную станцию в ЕС, расположенную в Бельгии. Благодаря ей использование навигации Beidou становится условно возможным. Однако с учетом того, что одной базовой станции мало, а спутники на средней околоземной орбите находятся над Европой не круглые сутки – для высокоточного позиционирования этого может быть недостаточно.

Несмотря на ограниченную функциональность, толк от Beidou есть. На территории европейской части России, а также в Украине, Беларуси, странах Балтии сигнал от 2-3 китайских спутников можно наблюдать практически постоянно.

В каких смартфонах поддерживается BeiDou и как ею пользоваться

В силу общих принципов работы всех спутниковых систем навигации, производители клиентского оборудования (приемников) теоретически могут обеспечить их одновременную поддержку. На практике все (те же Qualcomm) зачастую так и поступают, но наличие аппаратной поддержки не всегда означает поддержку на программном уровне.

Китайские производители обычно включают ее в смартфонах, наряду с GPS и ГЛОНАСС (кроме устройств, чипсет которых физически не способен принимать сигналы BDS). А вот другие компании могут разграничивать смартфоны по рынкам. Например, устройство для Китая поддерживает только GPS и Beidou, а версия для постсоветского рынка – GPS и ГЛОНАСС. Проверить, работает ли ваш смартфон с китайскими спутниками, можно в программе AndroiTS GPS Test, выбрав вкладку со списком сателлитов. Принадлежность спутника к системе обозначается флажком ее страны, соответственно красные – это Beidou.

Если смартфон поддерживает Beidou – для ее использования не нужно предпринимать никаких дополнительных действий. Достаточно включить навигацию и запустить соответствующую программу. При необходимости китайские спутники будут использоваться для повышения точности и скорости позиционирования, параллельно с американскими и российскими.