6.4. GPS – Военная топография

GPS (Global Positioning System) — спутниковая навигационная система США и одна из систем семейства GNSS. Слово «GPS» часто используют как бытовой синоним всей спутниковой навигации, но технически это только одна из нескольких глобальных систем.

Из чего состоит GPS

Система включает космический сегмент со спутниками, наземный сегмент управления и пользовательские приёмники. Спутники передают навигационные сигналы, наземная инфраструктура контролирует орбиты и состояние системы, а пользовательский приёмник вычисляет собственное положение.

Схема. Три сегмента GPS: спутники, наземные станции управления и пользовательский приёмник.

Что получает обычный пользователь

Современный гражданский приёмник может использовать открытые сигналы GPS для определения координат, времени, скорости и других навигационных параметров. Конкретный набор частот и сигналов зависит от аппаратуры: простой телефон и профессиональный геодезический приёмник используют систему на разном уровне.

GPS и WGS-84

GPS связан с глобальной земной системой отсчёта WGS-84. Поэтому координаты, полученные обычным GPS-приёмником и показанные как широта/долгота, обычно интерпретируются в WGS-84 или практически совместимой с ней современной реализации. Это важно при переносе точки на старые карты в других системах, например СК-42.

Одна или несколько частот

Современные приёмники могут принимать несколько гражданских сигналов на разных частотах. Многочастотная обработка помогает лучше оценивать часть ошибок распространения сигнала и повышать устойчивость и точность, но её возможности зависят от конкретного устройства и условий.

Практический пример: два телефона рядом могут показывать разную точность не потому, что один использует «другой GPS», а из-за различий антенн, поддерживаемых частот, набора GNSS и алгоритмов обработки.

GPS не требует американской мобильной сети

Навигационный сигнал принимается непосредственно со спутников. Наличие мобильного оператора, Wi-Fi или доступа в интернет не является обязательным условием для самого спутникового определения положения.

Почему приложение пишет GPS, хотя используются и другие системы

Интерфейсы и разговорная речь исторически часто называют весь процесс «GPS». При этом внутри современный чип может одновременно использовать GPS, ГЛОНАСС, Galileo, BeiDou и региональные системы. Чтобы понять реальные возможности устройства, нужно смотреть его технические характеристики или диагностические данные.

Какая точность возможна

Для массового гражданского устройства в хороших условиях типична точность порядка нескольких метров, но это не гарантированная постоянная величина. Открытое небо, современный многочастотный приёмник и хорошая геометрия спутников улучшают результат; здания, лес, отражения и помехи ухудшают.

Чего GPS не гарантирует

одинаковую точность в любом месте;
правильную высоту с той же точностью, что и горизонтальные координаты;
защиту от всех радиопомех и подмены сигнала;
совпадение точки с картой в другой системе координат;
наличие интернет-карты.

Что запомнить

GPS — важнейшая, но не единственная GNSS. Для пользователя правильнее мыслить не «есть GPS или нет», а «какие спутниковые системы, частоты и сигналы способен использовать мой приёмник и насколько качественно он их принимает сейчас».