Несмотря на большую популярность GPS навигаторов, алгоритмы, которые они используют в своей работе, не столь хорошо известны. Попробуем описать некоторые из них.

Среди всех алгоритмов, отвечающих за работу спутниковых навигаторов, ярко выделяются два. Первый позволяет определить положение приемника по сигналам со спутников GPS, второй определяет кратчайший путь из точки А (в которой Вы находитесь) в точку Б (в которую Вы желаете попасть). Существуют и другие алгоритмы, определяющие в основном визуальное отображение маршрута, но первые два являются наиболее важными.

Первоначально навигационная система GPS была введена ВВС США для определения местонахождения приемника с точностью до 15 м. После катастрофы гражданского авиалайнера KAL 007 Рональд Рейган (президент США, 1981-1989) пообещал сделать систему общедоступной при первой возможности.

Такая возможность открылась в конце 1993 г, и общедоступный сигнал с преднамеренно введенными искажениями позволил позиционировать гражданские объекты с точностью до 100 м. Подобные ограничения на точность были сняты только в 2000 г.

Алгоритм позиционирования довольно прост. На средней околоземной орбите находятся 30 спутников, передающих одинаковый сигнал. Сообщения состоят из трех основных частей: точного время передачи, точных данных орбиты спутника (эфемерид) и общесистемной информации. Устройство GPS принимает и анализирует передаваемые спутниками сообщения. Зная время отправки, навигатор определяет, как долго сигнал находился в пути и как далеко расположен спутник.

Определение местонахождения

Используя данные только с одного спутника, устройство GPS определяет свое положение на поверхности виртуальной сферы с центром на этом спутнике. В таких данных полезной информации крайне мало.

Анализ данных с двух спутников дает область пересечения двух сфер с центрами на каждом спутнике. Пытаясь представить пересечение двух сфер геометрически, можно выделить три возможных случая: сферы не пересекаются вообще, сферы пересекаются в одной точке (возможно только при касании сфер), либо сферы пересекаются в виде окружности. Чтобы было легче представить это, сопоставьте мысленно сферы с мыльными пузырями. Но информации для позиционирования и в этом случае недостаточно.

Источник: GPSClub.ru ^[1]