Как работает система GPS Garmin?

Трилатерация

Приемники глобальной системы позиционирования Garmin работают с использованием спутников GPS, вращающихся вокруг Земли. Эти спутники облетают Землю два раза в день и передают сигналы обратно. По состоянию на 2008 год на орбите находится 24 спутника GPS. Орбиты расположены таким образом, что приемники GPS одновременно видят не менее четырех спутников. GPS-приемник Garmin улавливает сигналы спутников и использует их для триангуляции местоположения пользователя с помощью процесса, называемого трилатерацией. Если вы знаете, что находитесь на расстоянии 15 миль от спутника А, вы можете находиться где угодно в сфере с радиусом 15 миль. Но если вы знаете, что находитесь в 10 милях от спутника B, теперь у вас есть вторая сфера, которая должна совпасть со сферой спутника A. Для дальнейшей триангуляции вы добавляете третью сферу, на которой указано, что вы находитесь в 10 милях от спутника C. Теперь вы знаете, что находитесь где-то в пределах этой небольшой области, где сходятся эти три сферы.

GPS-приемник

Когда GPS-навигатор Garmin получает информацию от спутников, он сравнивает время отправки сигнала (у каждого спутника есть атомные часы) и время, когда GPS-приемник получил сигнал, чтобы рассчитать, насколько далеко находится спутник в данный момент. GPS должен принимать сигнал как минимум от трех спутников, чтобы рассчитать его долготу и широту. Чтобы рассчитать трехмерное местоположение (высоту), GPS должен зафиксировать сигнал четвертого спутника. Как только приемник сможет определить местоположение пользователя, он может рассчитать скорость, с которой движется пользователь, постоянно обновляя свое положение со спутниками и вычисляя, какое расстояние пользователь прошел за какое время. Если пользователь должен ввести местоположение пункта назначения, приемник может рассчитать расстояние до пункта назначения и время до пункта назначения на основе текущей скорости пользователя. Приемник может даже сообщить пользователю, когда восход и заход солнца будут в его текущем местоположении, поскольку приемники, такие как Garmin Nuvi, запрограммированы на базу данных времени восхода и захода солнца.

Насколько точен GPS Garmin?

Большинство GPS-систем Garmin очень точны благодаря тому, что они имеют параллельную многоканальную конструкцию, что позволяет им захватывать спутниковый сигнал при первом включении и поддерживать этот захват даже в окружении высоких зданий или деревьев. Системы GPS Garmin обычно имеют точность в пределах 15 метров. GPS-системы Garmin с расширенными системами могут иметь точность менее трех метров. Кроме того, дифференциальный GPS, который корректирует сигналы GPS, может иметь точность в пределах от трех до пяти метров. Определенные атмосферные условия могут привести к неточностям GPS-приемника. К ним относятся ионосферные и тропосферные задержки, вызванные замедляющимся сигналом при прохождении спутника через атмосферу. Система GPS имеет встроенную меру для исправления этой ошибки временной задержки. Количество видимых спутников также может повлиять на точность:густая листва и электронные помехи могут привести к тому, что GPS увидит меньше спутников.