Технология определения местонахождения устройств с GPS

УДК 004 (075.4)
Н.В. Кочковая
Э.Е. Сапсай
Волгодонский институт сервиса
ВИС ФГБОУ ВПО «ЮРГУЭС», г. Волгодонск
Технология определения местонахождения устройств с GPS приемником
GPS — спутниковая система навигации, обеспечивающая измерение
расстояния, времени и определяющая местоположение объекта. Позволяет
практически в любом месте Земли, за исключением приполярных областей, а
также
в
космическом
пространстве
вблизи
планеты,
определить
местоположение и скорость объектов.
Основной
принцип
использования
системы
—
определение
местоположения путём измерения расстояний до объекта от точек с
известными координатами — спутников. Расстояние вычисляется по времени
задержки распространения сигнала от посылки его спутником до приёма
антенной GPS-приёмника. То есть, для определения трёхмерных координат
GPS-приёмнику нужно знать расстояние до трёх спутников и время GPS
системы.
В настоящее время данная технология используется в различных сферах
деятельности, начиная от военной, навигации воздушных судов и морского
транспорта, заканчивая безопасностью людей и имущества. Из-за развития
технологий
и
появления
множества
смартфонов
и
коммуникаторов,
определение местонахождения устройств с GPS приемником стало доступным
широкому потребителю. Достаточно на любое устройство на базе Андроида,
iOS, Windows Phone установить соответствующее приложение и используя
личный кабинет на сайте можно видеть где находится устройство в данный
момент или его передвижение за весь день, используя Google Map API или
Яндекс.Карты API.
Трекер может применяться для определения местонахождения людей,
животных, товаров или транспорта, а также других объектов. GPS-трекер
фиксирует данные о местоположении и с регулярными интервалами передаёт
их посредством радиосвязи, GPRS- или GSM-соединения, спутникового модема
на серверный центр мониторинга или просто компьютер со специальным
программным обеспечением. Пользователь трекера может подключиться к
серверу системы, используя программу-клиент или web-интерфейс под своим
логином и паролем. Система отображает местонахождение объекта и историю
его перемещения на карте. Передвижения трекера можно анализировать либо в
режиме реального времени, либо позже.
В зависимости от области использования, различают два вида GPSоборудования:
GPS-трекеры для слежения за транспортом (навигационные трекеры).
Помимо приборов локальной навигации, указывающих водителю текущее
местоположение и маршрут движения к заданной точке, на рынке появились
приборы контроля и мониторинга транспортных средств, показывающие
определенному лицу маршрут движения и/или текущее местоположение и
информацию о состоянии транспортного средства. Последние приборы могут
работать как в режиме реального времени, так и в режиме «черного ящика»,
сохраняя данные о транспортном средстве в течение некоторого времени (с
последующей передачей данных по беспроводному или проводному каналу
связи).
Персональные
GPS-трекеры.
Данные
приборы
предназначены
для
определения местоположения человека (объекта) при помощи навигационных
спутников и передачи этих данных на сервер. Кроме того, большинство этих
приборов позволяет передавать на сервер сигнал о нажатии функциональной
кнопки (кнопка SOS). Некоторые приборы имеют голосовой канал для связи с
одним или несколькими абонентами, для прослушивания обстановки и/или для
приема входящих вызовов.
Наличие карты существенно улучшает пользовательские характеристики
навигатора. Навигаторы с картами показывают положение не только самого
приёмника, но и объекты вокруг него.
Все электронные GPS-карты можно поделить на два основных типа —
векторные и растровые.
Растровые карты — это самый простой и доступный тип карт. Фактически
это изображение местности, к которому привязываются географические
координаты. Масштаб растровой карты напрямую зависит от исходного
варианта. В России лучше всего представлены растровые карты крупных
городов, для других районов карты найти проблематично. Также есть проблема
привязки координат карты к координатам, выдаваемым.
Векторные карты представляют собой базу данных, где хранится
информация об объектах, их характеристиках и взаимном месторасположении,
географических
координатах
и
прочем.
В
картах
могут
храниться
разнообразные характеристики местности: горы, реки, озера, впадины, дороги,
мосты,
уровни
антропогенных
загрязнений,
типы
растительности,
расположение ЛЭП. Более подробные карты хранят множество таких объектов,
как заправки, гостиницы, кафе и рестораны, стоянки, посты дорожной полиции,
запрещённые к проезду зоны, достопримечательности и памятники, культурные
артефакты, больницы.
Для реализации данной технологии было разработано приложение, которое
загружает координаты телефона на сайт, где пользователь сможет просмотреть
местонахождение интересующего его устройства.
На рисунке 1 показан маршрут передвижения устройства из Волгодонска в
Цимлянск.
Рисунок 1 - Маршрут передвижения устройства из Волгодонска в
Цимлянск
Красные точки - показывают промежуток передачи данных, он измеряется
в метрах, в данном случае была настроена передача через каждые 15 метров, изза чего огромное количество красных точек мешают просмотреть более
детально маршрут. Сами красные точки показывают скорость передвижения
объекта (рисунок 2).
Рисунок 2 - Скорость передвижения объекта в конкретной точке
Изображение может быть показано в следующих форматах: карты,
спутник, гибрид и рельеф. В данном случае был использован гибрид, так как
для нашей местности он наиболее информативен.
Помимо всего прочего, приложение позволяет задать на карте квадрат, при
выходе устройства за пределы которого, на мобильный номер пользователя
придет соответствующее.
Библиографический список
1 GPS [Электронный ресурс] / Неизвестный автор // MNMAG.ru. — 2012.
— Режим доступа: http://mnmag.ru/faq/?SECTION_ID=12
2 История создания систем спутниковой навигации [Электронный ресурс]
/ Неизвестный автор // Как работает система GPS. — 2009. — Режим
доступа: www.glonax.ru/history-gps.html