Навигатор автомобильный как работает: Характеристики и принцип работы автомобильного навигатора, как работает?

Характеристики и принцип работы автомобильного навигатора, как работает?

Современные разработки существенно облегчают жизнь автомобилистов. Работа одного небольшого прибора поможет сориентироваться на незнакомой местности, проложить оптимальный маршрут движения, рассчитать время в пути и миновать возникающие по дороге пробки. Речь идёт об автомобильном навигаторе. А ведь помимо основных функций в этом устройстве собран целый ряд дополнительных. Его можно использовать в качестве аудио- и видеоплеера, система Bluetooth объединит телефон и навигатор в систему громкой связи. Он оповестит о приближении АЗС, поста ГИБДД, камеры видеонаблюдения или других объектов.

Автомобильный навигатор представляет собой устройство, состоящее из монитора, аккумуляторной батареи и печатной платы, объединяющей процессор, антенну, оперативную память. Принцип работы автомобильных навигаторов основан на обмене радиосигналами между приёмником и космическим спутником.

Основой всех подобных приборов служит система NAVSTAR GPS. Разработанная для нужд Министерства обороны США, впоследствии она была оборудована дополнительной частотой излучения сигнала для использования в гражданских целях. Систему GPS образуют двадцать четыре спутника плюс четыре наземные станции, контролирующие состояние спутников и корректирующие установленные в них часы.

Спутники расположены на своих орбитах таким образом, чтобы любой находящийся на поверхности Земли GPS-приёмник мог одновременно принимать сигналы минимум от четырёх из них. Такое условие необходимо для наиболее точного определения его положения в трёхмерной системе координат.

Непрерывный сигнал со спутников, содержащий информацию о параметрах их орбит, работе бортового оборудования и точном времени, посредством антенны попадает на процессор навигатора, совмещённый с дисководом и DVD с картой местности. Учитывая скорость прохождения сигнала между приёмником и каждым из спутников, процессор рассчитывает расстояние до них, определяет точные координаты автомобиля и переносит их на карту. Так же определяются координаты любой заданной точки для прокладывания к ней подходящего маршрута.

В 2011 году появились автомобильные приборы, работа которых помимо системы GPS опирается ещё и на российскую систему ГЛОНАСС. Точность таких моделей несколько выше.

Основные характеристики автомобильного навигатора

При выборе автомобильного навигатора рекомендуется учитывать следующие характеристики:

• Объём памяти. Если модель не рассчитана на работу с дополнительной картой памяти, очень важен размер встроенной памяти, так как в неё записываются карты и программа навигации. Размер «оперативки» в различных моделях колеблется от 32 до 512 Мб.
• Дисплей одна из важнейших характеристик. Качество получаемого изображения зависит от размера монитора и его разрешения. Диагональ современных приборов колеблется в диапазоне от 3,5 до 7 дюймов, наибольшее разрешение достигает 800х480 пикселей. Желательно наличие антибликового покрытия экрана.
• Частота процессора. От неё зависит быстродействие всей системы. Недостаточная частота (менее 500 МГц) плохо отражается на работе с картами, имеющими повышенную детализацию.
• Число каналов. Эта характеристика соответствует количеству спутников, с которым автомобильный навигатор может обмениваться информацией одновременно. Чем выше эта цифра, тем точнее показания прибора.
• Чипсет. Выбор производителя данного компонента влияет на скорость и точность, с которыми работает автомобильный навигатор, его энергопотребление и экономичность.
• Внешний вид. Сюда можно отнести способ крепления, возможность подключения внешней антенны и удобство подключения шнура питания к гнезду прикуривателя.

Помимо этого, при покупке автомобильного навигатора следует обращать внимание на технические характеристики, навигационную программу, ёмкость аккумулятора, ну и, конечно, его стоимость.

Рубрики Без рубрики

Как работает навигатор «АВТО-ДРОН» — AvtoDron.ru

Бесплатная доставка

8 (800) 500-42-74
Заказать звонок

• Акции
• Обзоры
• Оплата и доставка
• О компании

21041 2021-07-22T15:24:56Z Как работает навигатор

29. 04.2021

Автовладельцы делятся на две части: тех, кто активно пользуется навигаторами, и тех, кто критикует устройства из-за неправильно построенных маршрутов. Как правило, причина кроется в некорректной настройке программного обеспечения. Чтобы подобрать подходящий навигатор и умело его использовать, узнайте принципы работы гаджета.

Автомобильный навигатор не считается необходимым гаджетом, но может ощутимо сэкономить время на дорогах мегаполисов или незнакомых городов. Девайс помогает ориентироваться на улицах, подсказывает пути для объезда и загруженность на трассах. «Продвинутые» устройства с функцией голосового оповещения обеспечивают безопасность вождения, позволяя водителю не отвлекаться на экран.

Навигатор – многофункциональный гаджет с точной системой позиционирования. На рынке представлены дешевые модели с базовым набором характеристик, а также более дорогие устройства с расширенным набором опций. Основные аспекты работы перечислены ниже.

Техническая составляющая

Главным элементом автомобильного навигатора считается материнская плата, которая находится внутри корпуса. На нее фиксируется процессор, память устройства и GPS-модуль – приемник сигналов. Помимо материнской платы выделяют три базовых элемента:

• Экран – как правило, сенсорная TFT или IPS модель. IPS-матрица пользуется наибольшей популярностью: она обеспечивает четкие и яркие объекты, антибликовый эффект.
• Аккумулятор – используемые в навигаторах модели аналогичны аккумуляторам мобильных телефонов или планшетов. Устройство расходует большое количество энергии, поэтому на емкость батареи следует обратить внимание.
• Корпус – в дополнение к обычным пластиковым моделям выпускаются усовершенствованные версии, подходящие для любителей экстремальных видов спорта на авто. Защищенный корпус прорезинен и не боится влаги.

Электроника навигатора

Как и стационарный компьютер, автомобильный навигатор не сможет работать без программного обеспечения. BIOS, операционная система, рабочая программа – все это потребуется для полноценного функционирования гаджета. Существует несколько рабочих программ, самые известные из которых Navitel и собственные программы популярных поисковых систем Яндекс и Google. Именно программное обеспечение взаимодействует с GPS-модулем, определяя координаты нужной точки на карте.

Карты навигатора

Как описано выше, GPS-модуль определяет координаты текущего местоположения или любой другой точки, которая будет введена в программу. Однако эта информация бесполезна без карт, которые позволят сориентироваться по указанным на них объектам: улицам, домам и т.д. Карты можно загружать самостоятельно, а также обновлять по мере необходимости.

Нужен ли для навигатора интернет

Работа автомобильного навигатора происходит через прием-передачу сигналов системам ГЛОНАСС или GPS, которые и помогают определить местоположение. Устройство принимает спутниковый сигнал в зашифрованном виде и передает его навигационной программе. Для корректной работы необходима именно спутниковая связь, а не интернет-соединение. Ее качество может ухудшаться из-за различных факторов:

• Сильная облачность
• Высотные здания
• Туннели и т.д.

Сотовые вышки для работы навигаторов абсолютно не нужны, поэтому достаточно скачать необходимые карты и запустить GPS-модуль для корректной работы устройства. 

Возврат к списку

Другие новости

• Словарь терминов для радар-детекторов
• Обзор Fujida Karma S. Комбо-видеорегистратор с Super HD съемкой
• Как выбрать радар-детектор (антирадар) в автомобиль
• Как выбрать комбо-устройство для автомобиля
• Тест радар-детекторов с GPS 2017 года
• Рейтинг видеорегистраторов КАРКАМ
• Недорогие автомобили с коробкой «автомат»
• Словарь терминов для видеорегистраторов
• Рейтинг комбо-устройств 2018
• Тест комбо-устройства Fujida Karma S

Muben Neoline Fujida Sho-Me Playme SilverStone Mio Stinger Crunch Whistler Street Storm Inspector Sound Quest CARCAM Cobra Prology ParkCity Escort Beltronics Artway DATAKAM AdvoCam Mystery Booster Supra

Как работает автомобильная GPS-навигация?

Если вы похожи на большинство водителей, вы, вероятно, используете навигационную систему GPS для передвижения. Многие люди даже используют GPS для знакомых маршрутов, просто чтобы получать оповещения о пробках и другие предупреждения. В наши дни GPS — это просто то, что мы принимаем как должное. Но если подумать, то это действительно замечательно. Как вид, мы привязываем сложные спутники к гигантским взрывным ракетам и запускаем их на орбиту. Теперь мы используем их, чтобы найти кратчайший путь к незнакомой торговой точке. Эта же технология GPS используется и в других устройствах, таких как GPS-трекеры. Если вы используете какую-либо технологию отслеживания, скорее всего, она также использует GPS.

Системы GPS-навигации также используют другую передовую технологию: расчет маршрута. Это еще одна функция, которую мы считаем само собой разумеющейся, но она не так проста, как кажется. На самом деле, современный расчет маршрута почти так же впечатляет, как и сама технология GPS. Итак, как же все это связано? Мы собираемся рассмотреть систему GPS-навигации снизу вверх. Мы начнем с базовой технологии GPS, которая определяет местоположение. Затем мы обсудим, как ваша навигационная система использует эту информацию для поиска кратчайшего маршрута. Давайте начнем!

Как работает мультилатерация True Range

GPS-навигация работает по принципу трилатерации. Мультилатерация истинного диапазона — это практика использования четырех точек отсчета для определения местоположения. Это звучит сложно, но на самом деле это довольно интуитивно понятно, как только вы все обдумаете. Вот как это работает.

Мультилатерация истинного диапазона работает, поскольку для определения расстояния между двумя точками можно использовать электромагнитный сигнал. Представьте, что вы в Нью-Йорке, а ваш друг в Филадельфии, и вы общаетесь по радио. Этому радиосигналу потребуется некоторое время, чтобы пройти между вами. Время в пути составит около тысячных долей секунды, но оно есть. Если бы у вас обоих были сверхчувствительные часы, вы могли бы использовать это время в пути, чтобы рассчитать точное расстояние между вами. Этот принцип использовался в течение многих лет, начиная со Второй мировой войны.

Теперь вы можете подумать, что нахождение расстояния между двумя точками бесполезно. И, само по себе, для большинства целей, это так. Но представьте, что вы работаете в британской военно-морской разведке во время Второй мировой войны и вам нужно найти немецкие подводные лодки. Если одна из ваших радиовышек поймает сигнал с субмарины, это вам не сильно поможет. Но если две радиовышки ловят один и тот же сигнал, вы знаете точное время, когда сигнал приняла каждая из них. Используя разницу во времени, можно вычислить, что подводная лодка находится по дуге между двумя башнями. Теперь ты куда-то идешь. Если вы добавите в уравнение третью башню, вы сможете определить точное местоположение подводной лодки. Этот процесс, называемый триангуляцией, был чрезвычайно успешным в годы войны.

GPS работает так же, хотя для этого требуется четыре спутника вместо трех радиолокационных вышек. Это потому, что он пытается определить ваше местоположение в трех измерениях, а не в двух. Именно поэтому GPS-навигацию называют мультилатерацией истинного диапазона, а не триангуляцией. Рассчитывая расстояние между вашим устройством GPS и четырьмя спутниками, ваш навигатор узнает ваше точное местоположение. Общедоступные устройства GPS имеют точность в пределах 16 футов в большинстве условий. Тем не менее, точность может варьироваться, если есть препятствия, такие как деревья и мосты. Иногда GPS может полностью выйти из строя, если есть серьезные препятствия, такие как углубленное шоссе с большим количеством путепроводов. Но это крайние случаи. В большинстве случаев GPS является высокоэффективным навигационным инструментом.

История GPS

Первым использованием спутниковой навигации был самый первый спутник, спутник. Ученые попытались отследить новый спутник и узнали, что его можно отследить по сдвигам в радиосигнале. ВМС США быстро вскочили на борт и начали свои собственные эксперименты в 1960-х годах. Используя группу из шести спутников, подводные лодки-наблюдатели могли легко отслеживать подводную лодку-цель.

Учитывая успех этих испытаний, Министерство обороны вскоре решило создать полноценную навигационную систему. Они использовали модель ВМФ для спутниковой навигации и начали запускать серию спутников, начиная с 1978. В то время GPS была известна как навигационная система с определением времени и дальности (NAVSTAR). Сначала NAVSTAR был ограничен военным использованием, но Рональд Рейган открыл его для гражданского использования в середине 80-х годов. Когда спутниковая группа была завершена в 1993 году, она включала 27 спутников: 24 основных спутника и три резервных. Она также была переименована в Глобальную систему позиционирования (GPS), что немного легче запомнить.

Люди обычно не думают о военных, когда думают о GPS. Они думают о тысячах гражданских применений, от автомобильных GPS-навигаторов до GPS-трекеров для багажа. Однако на самом деле существует два класса GPS: служба стандартного позиционирования (SPS) и служба точного позиционирования (PPS). SPS используется на всех гражданских устройствах и является открытым стандартом, который любой человек в мире может использовать бесплатно. PPS — это более продвинутый стандарт с более высоким уровнем точности. Насколько точно, пока секрет, и, вероятно, будет таковым в течение некоторого времени. PPS зашифрован, и доступ к нему ограничен вооруженными силами США, правительственными учреждениями США и некоторыми союзными вооруженными силами.

Учитывая все вышесказанное, технологии GPS исполнилось 42 года, и она начинает показывать свой возраст. Более того, другие военные подтягиваются. Китайским военным удалось создать корабли-призраки в Южно-Китайском море, используя только GPS. Сигналы GPS также можно легко заглушить. Это часто имело место в зонах конфликтов на Ближнем Востоке, по крайней мере, когда в них участвовали государственные субъекты.

По этой причине военные США искали более надежную систему. Текущие армейские исследования сосредоточены на спутниковой группировке SpaceX Starlink. В настоящее время это созвездие насчитывает 700 спутников, и в следующем десятилетии появится еще более 10 000. Они предназначены для обеспечения интернетом всей планеты, но они также могут использоваться в качестве службы определения местоположения. Из-за огромного количества спутников сеть будет намного надежнее. Это также было бы более точным, вплоть до 18 дюймов для гражданского рынка. Кроме того, он был бы практически не глушим для военных. На момент написания этой статьи GPS все еще работает на тех же 27 спутниках NAVSTAR. Но не удивляйтесь, если спутники Starlink появятся в ближайшие несколько лет.

Как GPS-навигатор рассчитывает ваш маршрут

Итак, мы понимаем, как GPS-навигатор определяет ваше местоположение. Но как он узнает самый быстрый маршрут из пункта А в пункт Б? И почему маршрут между одними и теми же двумя местами иногда отличается?

Для выполнения основных расчетов маршрута GPS-навигатор использует формулу, называемую алгоритмом Дейкстры. Этот алгоритм был разработан еще в 1950-х годах голландским ученым-компьютерщиком по имени Эдсгер В. Дейкстра. Алгоритм сложен и использует кучу вычислений, поэтому мы не будем здесь вдаваться в подробности. Если вы помешаны на математике, в Википедии есть все подробности.

По сути, алгоритм Дейкстры был создан для поиска кратчайшего пути между двумя точками («узлами») в сети. Первоначальный вариант был разработан для работы с любыми двумя узлами. Будущие варианты алгоритма использовались для поиска кратчайшего пути между всеми узлами и одним «исходным» узлом. Эти варианты часто используются в компьютерных сетях, чтобы максимизировать эффективность маршрутизатора.

Не нужно большого воображения, чтобы увидеть, как алгоритм Дейкстры можно применить к дорогам. Представьте себе каждый перекресток, проезжую часть и въезд как сетевой узел с соединяющими их различными дорогами. Точно так же, как вы можете использовать алгоритм Дейкстры для выбора пути в сети, вы можете использовать его для дорог. Это очень легко. Ваш маршрутизатор выполняет те же вычисления в миллисекундах.

Однако кратчайшее географическое расстояние между двумя точками не всегда является самым быстрым маршрутом. Например, представьте, что вам нужно нанести на карту кратчайший географический маршрут из штата Мэн в южную Калифорнию. Вы, вероятно, проведете большую часть времени за рулем по медленным государственным трассам и различным проселочным дорогам. Технически он «короче», но по стране ездить не получится. Система GPS-навигации должна быть умнее.

Например, предположим, что пользователь выбирает самый быстрый путь. В этом случае нужно учитывать ограничение скорости. Вы также должны учитывать стоп-сигналы, пункты взимания платы, трафик и множество других переменных. Но все это можно запрограммировать, верно? Да, но есть еще несколько переменных, которые следует учитывать. Например, некоторые дороги забиты в час пик, а в остальное время постятся. Точно так же некоторые дороги очень загружены, но только время от времени, например, дороги возле крупного спортивного стадиона. Из-за всех этих переменных разные маршруты могут быть более эффективными в разное время. Хорошая система GPS примет это во внимание.

Во многих случаях навигационные системы могут учитывать самую последнюю информацию о дорожном движении. Наиболее распространенным примером являются Карты Google, которые используют информацию из других приложений Google. Например, в своих расчетах он использует отчеты об авариях и пробках из приложения Waze. Другие навигационные системы, такие как Magellan и Garmin, используют аналогичную информацию о дорожном движении и авариях для некоторых устройств. Однако для этой функции обычно требуется либо подключение к смартфону, либо специальный тарифный план.

Окончательный вердикт

Как видите, в системе GPS-навигации вашего автомобиля используется множество технологий. Начнем с самой группировки спутников GPS. Используя технологии Второй мировой войны, он позволяет нам найти наше местоположение в любой точке планеты Земля. Настоящая красота в том, что для обычного человека это ничего не стоит. Поскольку спутники принадлежат и управляются американскими военными, они финансируются американскими налогоплательщиками. И любой человек в любой точке мира может использовать их для повседневной навигации и отслеживания.

Аналогичным образом, само навигационное программное обеспечение впечатляет. Основная концепция алгоритма Дейкстры хорошо известна и сама по себе не является огромным нововведением. Но отслеживать все переменные трафика — головная боль даже в самых лучших условиях. Современная интеграция приложений и беспроводная связь позволяют системам GPS рассчитать ваш маршрут с самой последней информацией. Вы можете не заметить всю механику под капотом, но вы заметите более короткое время в пути.

Спутниковая навигация — GPS — Как это работает

Уведомление сайта

Уведомление сайта

Министерство транспорта США

Министерство транспорта США

Спутниковая навигация основана на глобальной сети спутников, передающих радиосигналы со средней околоземной орбиты. Пользователи спутниковой навигации больше всего знакомы с 31 спутником Глобальной системы позиционирования (GPS), разработанным и эксплуатируемым Соединенными Штатами. Три других созвездия также предоставляют аналогичные услуги. В совокупности эти созвездия и их дополнения называются глобальными навигационными спутниковыми системами (ГНСС). Другими группировками являются ГЛОНАСС, разработанная и эксплуатируемая Российской Федерацией, Galileo, разработанная и эксплуатируемая Европейским союзом, и BeiDou, разработанная и эксплуатируемая Китаем. Все провайдеры предложили международному сообществу бесплатное использование своих систем. Все поставщики разработали Стандарты и Рекомендуемую практику Международной организации гражданской авиации (ИКАО) для поддержки использования этих созвездий в авиации.

Базовая служба GPS предоставляет пользователям точность приблизительно 7,0 метров в течение 95 % времени в любом месте на поверхности земли или вблизи нее. Для этого каждый из 31 спутника излучает сигналы, которые позволяют приемникам посредством комбинации сигналов как минимум от четырех спутников определять свое местоположение и время. Спутники GPS оснащены атомными часами, которые показывают чрезвычайно точное время. Информация о времени помещается в коды, передаваемые спутником, так что приемник может непрерывно определять время передачи сигнала. Сигнал содержит данные, которые приемник использует для вычисления местоположения спутников и выполнения других корректировок, необходимых для точного позиционирования. Приемник использует разницу во времени между временем приема сигнала и временем трансляции для вычисления расстояния или дальности от приемника до спутника. Приемник должен учитывать задержки распространения или снижение скорости сигнала, вызванное ионосферой и тропосферой. Имея информацию о дальности до трех спутников и местоположении спутника в момент отправки сигнала, приемник может вычислить свое собственное трехмерное положение. Атомные часы, синхронизированные с GPS, необходимы для вычисления расстояний по этим трем сигналам. Однако, производя измерения с четвертого спутника, приемник избегает необходимости в атомных часах.