Com funciona el GPS?

La pèrdua mentre es condueix és a prop d’un art perdut. Amb el GPS al sistema de navegació del cotxe, al dispositiu de navegació portàtil del tauler o al telèfon intel·ligent, és fàcil treure un mapa i veure on ets o obtenir indicacions cap a on vas. El més difícil pot ser parlar o teclejar les dades si el vostre cotxe té una interfície desconcertant o si no us permet introduir una adreça mentre el cotxe es mou, fins i tot si conduïu per un barri incomplet just fora de l’aeroport. en un lloguer.

Aquí teniu una informació general sobre què és el GPS, què pot fer per vosaltres avui en cotxe i què és possible en un futur proper. El GPS us farà més segur, us dirigirà pels retards del trànsit, us ajudarà a trobar serveis propers i ajudarà els comerciants a vendre-us serveis que potser desitgeu o no.



GPS-satèl·lit-el-cotxe-TomTom



Com funciona el GPS (potser més del que voleu saber)

Des de 1994, dues dotzenes de satèl·lits GPS han orbitat al voltant de la terra a 13.000 milles en sis agrupacions, o avions. No són estacionaris (geosincrònics), sinó que es mouen d’oest a est a aproximadament 8.000 mph i orbiten al voltant de la terra (passen pel mateix lloc) dues vegades al dia. A bord hi ha un rellotge atòmic. Cada satèl·lit informa contínuament:

  • Codi pseudoaleatori, la identificació de cada satèl·lit.
  • Dades d’efemèrides,la data i l’hora actuals i si el satèl·lit és sa o no saludable ('poc saludable' pot significar que el satèl·lit es torna a col·locar o calibra de nou; no sempre és un problema).
  • Dades de l'almanac,on hauria d’estar el satèl·lit en qualsevol moment de les dades (també dades de l’almanac de cada satèl·lit GPS).

El receptor del GPS capta l’hora d’arribada (TOA) i l’hora de vol (TOF) des del satèl·lit fins al receptor. Tenint en compte la velocitat de la llum (coneguda) i on i quan es va enviar el senyal, el receptor GPS calcula on es troba el vostre cotxe, PND, GPS per a excursionistes o telèfon intel·ligent. A mesura que el dispositiu es mou per la carretera, calcula la velocitat, normalment un parell de quilòmetres per hora inferior a la que mostra el velocímetre del cotxe (confieu en la velocitat del GPS), i el cap de la brúixola. Col·loca aquestes dades al mapa en moviment del sistema de navegació. El senyal del satèl·lit es retarda passant per la ionosfera, l’atmosfera superior terrestre s’estén des de les 40 a 600 milles d’altitud; Els sistemes GPS apliquen un factor de correcció.



Es necessiten tres senyals GPS per determinar (triangular) la posició del receptor i un quart per calcular també l’altitud. Si el receptor capta més satèl·lits (es poden veure fins a una dotzena, l’altra dotzena es troba a l’extrem del planeta), la qualitat de la solució de la ubicació millora. En cas que el rellotge atòmic es derivi o es produeixi alguna altra inexactitud, també es transmet un factor de correcció.

El primer satèl·lit GPS del sistema va augmentar el 1978. Els satèl·lits GPS actuals són bons durant uns 10 anys de funcionament. Pesen aproximadament 2.000 lliures (a terra) i diàmetre de 17 peus, inclosos els panells solars que alimenten el satèl·lit. El transmissor no produeix més de 50 watts de sortida. Les substitucions es construeixen constantment i es posen en marxa. Altres països també tenen satèl·lits GPS.

Sistemes GPS més recents (receptors a la terra) serà encara més precís, més petit, més barat i fins i tot treballarà a l'interior. DARPA ha mostrat un xip més petit que un cèntim que inclou tres giroscopis, tres acceleròmetres i un rellotge intern (foto superior dreta). Altres investigacions estan millorant el temps i la precisió dels rellotges de satèl·lit. L’objectiu és aconseguir la precisió dels sistemes GPS de milers de dòlars a la unitat principal del sistema d’entreteniment del vostre cotxe.



GPS-Darpa-chip-penny-2

Quina precisió té el meu receptor GPS?

24 globus satèl·lits i caminsEl GPS va començar la vida com un primer sistema de satèl·lits militar destinat a augmentar la precisió dels avions, els submarins i els seus artefactes. Fins al 2000, el senyal disponible per als civils es degradava per proporcionar menys precisió. El senyal horari sense xifrar enviat a usuaris no militars es va compensar aleatòriament per proporcionar una precisió no superior als 100 metres. Es deia aixídisponibilitat selectiva.Volia dir que la ubicació d'un cotxe podria estar fora d'una o dues illes de la ciutat i que 'prengui el següent revolt a la dreta' podria arribar-hi massa aviat o massa tard.

El desenvolupament de GPS diferencialla tecnologia que utilitza estacions de referència terrestres va corregir la precisió del senyal SA a uns 15 metres (2-3 longituds del cotxe) i, en el millor dels casos, fins a 10 cm o 4 polzades, prou bona perquè els agrimensors puguin situar amb precisió una ubicació estaca. Al mateix temps, la FAA, la Guàrdia Costanera i el Departament de Transports van sol·licitar la suspensió de la SA. El president Clinton va ordenar que es retirés la disponibilitat selectiva el 2000. Ha desaparegut definitivament. El del govern Web GPS diu: 'Els Estats Units no tenen cap intenció de tornar a utilitzar la disponibilitat selectiva'.

Avui en dia, el receptor GPS d’un cotxe té una precisió de 10-15 metres. Això passa amb els mòduls de receptor de satèl·lit que només costen uns quants dòlars. Els receptors GPS independents afirmen que la precisió és de menys de 3 metres (10 peus) i les unitats de cost més altes són de pocs centímetres. Un sistema GPS de l’Estació Total Trimble de 25.000 dòlars pot ser precís a menys d’una polzada. Què vol dir això? Les variants de sistemes GPS d’alta precisió poden controlar remotament l’aplanament i l’afaitat de la terra de l’equip de construcció de carreteres per crear una carretera.

Si teniu un sistema de navegació de cotxes més antic que sembla més precís que els 15 metres, el sistema de navegació té un petit truc. Si esteu cap a l’autopista cap al nord i no hi ha cap altra carretera a prop, la icona d’ubicació s’adapta a la calçada i, si es tracta d’una carretera dividida, s’adapta al costat cap al nord. La navegació també es pot recalibrar si es fa un gir o es fa una volta per una corba. La navegació GPS també utilitza una brúixola interna, un sensor de moviment i un velocímetre per calcular amb exactitud el lloc on es troba en un túnel. (En un túnel que es troba a cavall entre dos estats, veureu que la icona de posició actual creua el límit d'estat dins d'una o dues longituds de cotxe amb una precisió perfecta.)

OnStar Command Center

Què fa el GPS per al vostre cotxe a més de moure mapes

GPSbviament, el GPS del cotxe proporciona el punt intermitent al mapa que mostra on es troba el cotxe. N’hi ha més. Aquests són alguns exemples:

  • Notificació automàtica de bloqueig.En cas d'accident, si el vostre cotxe està equipat telemàtica com l’OnStar de GM, el cotxe informa automàticament de la vostra ubicació al centre de trucades telemàtiques, que després truca al PSAP (punt de resposta de seguretat pública) més proper o al número 911. Començant per Ford i Sync, la trucada també es podria fer mitjançant un telèfon mòbil connectat a Bluetooth. Normalment, un automobilista de passada també truca al 911, però pot passar cinc minuts més tard per una carretera poc transitada i, si baixeu per un terraplè i deixeu de veure els cotxes que passen, això no seria mai si els policies no sabessin on mirar . L'ACN millorat afegeix informació addicional que no és GPS, com ara la ubicació i la gravetat de l'accident, si els ocupants estaven tancats amb cinturó i si el cotxe va bolcar. BMW i GM estan treballant en algorismes que predirien les probabilitats que un ocupant resulti greument ferit; creuen que els algoritmes són prou precisos com per justificar-los que els indiquin als funcionaris de seguretat quan han d'enviar un helicòpter d'evacuació mèdica (entre 5.000 i 15.000 dòlars). Tot això no seria possible sense el senyal GPS.
  • Sistema d’il·luminació frontal avançat basat en càmeraFars predictius.Primer hi havia els fars, després els bons fars (xenó, LED, làser), els fars orientables que apunten cap a la dreta quan gireu la roda a la dreta i ara els fars que comencen a girar a la dreta just abans del gir (foto superior). Utilitzen el senyal GPS per començar a girar els fars en el moment en què comenceu a buscar a la cantonada cérvols, vianants o vehicles amb discapacitat, un o dos segons abans de girar les rodes. Ford està pilotant Fars orientats al GPS.
  • Híbrids de major abast, EVs.El cotxe vol mantenir una mica de reserva de la bateria per augmentar la potència o, per tant, la bateria d’emmagatzematge no s’acaba. Suposem que el vostre Toyota Prius és bo per a una milla de 60 mph circulant per l’autopista amb una lleugera inclinació ascendent. Si les dades del mapa més la vostra ubicació GPS actual més les habilitats actuals de recàrrega del cotxe sabessin que la pujada seguia una baixada de 2,5 milles, podria dir-li al cotxe que recorrés la següent milla ascendent amb bateria, sabent que la baixada recuperaria la bateria.
  • Serveis.Quan cerqueu el Burger King més proper, no McDonald’s (potser els vostres fills pensen que els premis BK són millors), necessiteu GPS. Alguns dels problemes encara s’estan treballant. Moltes aplicacions de tercers, així com les bases de dades dels sistemes de navegació per a automòbils, encara no tenen en compte que és probable que vulgueu serveis per davant, no per darrere, ni a 20 milles de distància.
  • Aplicacions per a telèfons intel·ligents.Si el vostre cotxe té sistemes telemàtics incrustats, té una aplicació per a telèfons intel·ligents amb diverses funcions, com ara arrencada remota i desbloqueig de portes remot. També hi ha una aplicació localitzadora basada en GPS que us guia al cotxe quan oblideu la seva ubicació a l’estadi o al centre comercial.
  • Obridor de portes de garatge intel·ligent. Molts cotxes tenen obertors de portes HomeLink. En lloc de desordenar el cotxe amb més botons al mirall del parabrisa o botons virtuals de la pantalla LCD, Tesla els emmascara per veure'ls. Quan el GPS detecta que el cotxe es troba a aproximadament mig quilòmetre de casa, els botons apareixen a l'extrem dret de la pantalla central de la pila.
  • Calibra el velocímetre.La normativa federal exigeix ​​que el velocímetre no subestimi mai la vostra velocitat, independentment de la mida dels pneumàtics aprovats al cotxe. No voleu obtenir un bitllet de 78 en 65 zones quan creieu que només en feu 75; en lloc d’això, probablement conduïu 72 o 73 mph. El GPS integrat podria calibrar el velocímetre a la velocitat absolutament correcta per a aquest conjunt de pneumàtics a aquesta inflació. Podria. No ho fa. Si teniu un dispositiu de navegació portàtil, normalment es mostra la vostra velocitat.
  • El millor consell per al carril.Avui en dia, els bons sistemes de navegació tenen vistes de carrils de sortida que mostren quins són els carrils de trànsit, els carrils de sortida i el carril que pot ser qualsevol. Un GPS cada vegada més precís podria detectar-se quan heu de passar per un carril per sortir.

2016 Tucson_001 (17)

GPS i el cotxe autònom

Els cotxes amb conducció autònoma es basen en sensors òptics (també de radar) i mapes 3D per entendre amb precisió on són i on són els perills. El GPS podria tenir un paper més gran quan sigui precís a la polzada, no al metre ni als 5 metres. Ja s’acosta. Com a mínim, el cotxe ha de centrar-se en un carril de 12 peus i no vacil·lar a més d’un peu del centre. Un cotxe amb miralls fa 6-7 peus d’amplada. Afegiu un peu per a la deriva permesa des del centre exacte i us quedarà amb un marge de seguretat d’1,5-2,0 peus a cada costat. Això es pot gestionar millor avui dia mitjançant sistemes òptics que rastregen la posició del cotxe en relació amb les marques de carril.

Amb un GPS hiperactiu, podria actuar com un auditor independent dels sensors del cotxe, per exemple, si creia que LDW ja no funcionava perfectament. Quan fa un temps plujós o amb una mica de neu en què els sistemes òptics es degraden o les marques del carril estan parcialment enfosquides, la combinació pot ajudar al cotxe a mantenir el centre del carril una mica més llarg. Finalment, es tancaria.

Una màquina llevaneu encara podria aventurar-se en temps de mal estat i avançar almenys a una velocitat moderada amb el GPS, ja sigui guiant el volant o avisant al conductor que l’arada està fora del rumb i que surt de la carretera. El que no sigui possible a 60 mph en els propers cinc anys pot ser factible a 30 mph.

P90099346

Consells de compra

El primer sistema de navegació de cotxes incrustat a mitjan anys noranta del BMW Sèrie 7 va costar uns 2.500 dòlars (4.000 dòlars el 2015). Ara, pocs sistemes de navegació costen més de 1.000 dòlars, molts són de 500 dòlars o menys, i sovint són estàndard en automòbils de més de 50.000 dòlars, ja que tenir una pantalla LCD en color a la pila central ja és pràcticament obligatori. Els principals avantatges de la navegació incrustada són la pantalla gran (de 7 a 10 polzades de diagonal), les pantalles de navegació secundàries al tauler d’instruments o la pantalla frontal i, normalment, els botons i els botons de control més grans que en un PND o un telèfon intel·ligent. L'antena d'aleta de tauró al terrat pot obtenir una solució més ràpida de la posició en iniciar-se. Els sistemes de navegació del cotxe gairebé mai no es roben i no es mostren cables desagradables.

Normalment, els telèfons intel·ligents tenen un millor reconeixement de veu ('Siri, dóna'm indicacions per arribar a l'estadi Mile High'), les aplicacions són més econòmiques o gratuïtes i les actualitzacions són gratuïtes. Les actualitzacions de navegació del cotxe poden ser de $ 100 a $ 200

Apple CarPlay i Android Auto de Google combina aspectes superiors d’ambdós: obteniu una aplicació de mapes incrustada que ja coneixeu i que us agrada (Apple Maps a iOS, Google Maps als dispositius Android), que es mostra a la pantalla LCD del cotxe i que utilitza alguns dels botons i botons del cotxe.

Si compreu navegació GPS al cotxe, feu-ho sabent que té una vida mitjana, és a dir, pot ser millor que un dispositiu portàtil avui en dia, però amb el pas del temps pot ser superat per les unitats portàtils. Fins ara, els fabricants d'automòbils no han ofert actualitzacions de mòduls GPS ni unitats principals. Si voleu obtenir el GPS més actual en tot moment al vostre cotxe, llogueu-lo. No compreu.

Mireu la nostra sèrie 2007es.com Explains per obtenir una cobertura més profunda.

Copyright © Tots Els Drets Reservats | 2007es.com