Исследователи нашли способ повысить точность GPS до 1 дюйма

Исследователи нашли способ повысить точность GPS до 1 дюйма

Технология GPS, изначально разрабатывавшаяся как военный проект, стала общедоступной и широко применяемой во всём мире. Но она разрабатывалась и внедрялась несколько десятилетий назад, и сейчас уже не совсем удовлетворяет требования в плане точности определения координат. Но группа исследователей из Университета Калифорнии намерена исправить эту проблему и повысить точность GPS до 1 дюйма (2,54 см).

Традиционная технология GPS определяет координаты и скорость движения объекта путём измерения времени получения сигнала от 4 и более спутников на орбите Земли. При этом определяется расположение объекта с точностью до 30 футов (около 9,1 метра). Улучшенная техника под названием DGPS (Differential GPS) позволяет повысить точность определения координат до 3 футов (91 см) благодаря дополнительному учёту данных наземных станций.

Но исследователи из Университета Калифорнии посчитали, что и этого недостаточно. Для повышения точности определения координат они предлагают дополнительно использовать данные от встроенных в устройство сенсоров. Подобные попытки предпринимались и ранее, но они требовали больших вычислительных мощностей для объединения двух потоков данных. Потому их было проблематично использовать в автомобилях или мобильных устройствах. Исследователи решили устранить эту проблему за счёт внедрения новых алгоритмов, которые снижают сложность вычислений на несколько порядков. В результате, такая дополненная система GPS способна определять месторасположение мобильного устройства с точностью до 1 дюйма.

Исследователи полагают, что их разработка может использоваться в устройствах, где высокая точность определения координат является более важной, чем ранее. Например, это могут быть самоуправляемые транспортные средства. Для них критичными являются данные о точном расположении на дороге. Вместе с тем, новая система может использоваться и в мобильных устройствах.

Источник: gizmodo


  • Даже для обычного навигатора точности не хватает — часто кричит, что проехал поворот, а я уже повернул.

    • Николай Бондаренко

      Обычные нафигаторы не используют DGPS, в итоге они определяют координаты с точностью до 9 метром. Также стоит учесть тормознутость самих прогамм.

  • Peter Griffin

    Не понятно какие именно «встроенные в устройства сенсоры» имеются ввиду.

    • Ярослав Київ

      Гироскоп.

      Меряет ускорение, что позволяет определить изменение положения устройства.
      Есть еще компас, но я б на него не рассчитывал. 🙂

    • myxa78

      точнометр

  • Simon

    Исследователи полагают, что их разработка может использоваться в
    устройствах, где высокая точность определения координат является более
    важной, чем ранее. Например, это могут быть самоуправляемые транспортные
    средства.

    …или точечные выстрелы тактических ядерных боеголовок/снайперских снарядов

    • Підпільний Кіндрат

      Думаю для ядерной боеголовки пару сантиметров, даже пару метров, та что там, даже пару километров как-то фиолетово.
      Если конечно мы не говорим о Толстяке, там да, может быть актуальна)

      • Monomaxxxp

        Сместится эпицентр взрыва. А для удара по Мордору это критично)

      • Simon

        Если это пуля — то критично.

        • Підпільний Кіндрат

          Ядерная пуля? Кхм..

          • Simon

            Где вы увидели ядерную пулю? Я говорю об обычной

          • Soroka

            Навіть автори бондіани до такого ще не додумались.

          • myxa78

            у них еще нет доступа к таким препаратам 🙂

          • Підпільний Кіндрат

            Так я вообще о пулях не говорил.

          • Kirill Dnepropetrovets-Ts

            «Ядерная пуля» — Ну Толстяк же!

          • Підпільний Кіндрат

            Но там ведь не пуля!

          • Kirill Dnepropetrovets-Ts

            Почти!

          • MYury

            «Гордон выстрелил атомной пулей в скопище радиоламп бортового вычислителя. Лампы взорвались фиолетовым пламенем…» Примерно так писал Гамильтона в «Звёздных королях» в 1945. 🙂

          • Pavel Shevtsov

            Хорошая книжка была:)

  • Monomaxxxp

    Джохар Дудаев бы «порадовался».

  • Leonidas Feranda

    Точність спеціально зменшили. Це військова технологія. В війських НАТО, точність абсолютна.

    • Soroka

      ні

      • Fletch

        Откуда знай?

        • Soroka

          Військовим не треба мегаточність. Выйськовим треба мегашвидкість. З 2000 року американці не загрубляють систему спеціально. Вони користуються таким самим сигналом на таких самих частотах. Просто у військових є частина сигналу,яка моделюється якимось їх шифрованим кодом. Це ніяк не впливає на точність. Найбільш хардкорні юзери GPS вже давно цивільні, а не військові. І вони вже давно використовують технології сантиметрової точності. Військовим ця сантиметрова точність нафіг не потрібна.

        • Kirill Dnepropetrovets-Ts

          А есть противоположные данные? Вот в новости говорится, что результат точнее, чем в 30 футов, нынешний GPS дать не может. Откуда тогда сведения о якобы сверхточности у военных?

          • Fletch

            Но и точно обратного нет, правильно?

    • Peter Griffin

      Первые два предложения правильные, третье — нет.

    • Alexandr

      Проблема в том, что сигнал идет не с одинаковой скоростью в зависимости от плотности атмосферы.
      Существуют специальные корректирующие станции делающие поправку, вот данные из них доступны не всем. О них видимо и идет речь в статье когда говорят 91 см.

    • Penny Naughty

      почитайте специфікації хоча б, там навіть для P-коду точність не дуже

  • Soroka

    Уже зараз використовую GPS (D-GPS) із сантиметровою точністю. Треба всього-на-всього мати парочку двочастотних 100500 канальних приймачів за $10000.
    Щось я не дуже розумію як ці дослідники будуть обманювати фізику за допомогою інших сенсорів. Новина схожа на черговий «мегапрорив» в акумуляторах. Ми такі щомісяця читаємо. Хоча, в будь-якому випадку, успіху їм.

    • disqus_bot

      Як не дивно, але зараз можливо обiйтись одним двочастотником та пiдпискою…

      • Soroka

        По-суті це ж все одно два приймачі, просто один не ваш, а мережевий.

  • Alexandr

    На сколько я понял тут идет речь о объединении GPS с «инерциальной навигацией»

    • Who?

      Да. GPS убирает проблему дрифта инерциальной навигации а в остальном она давольно точна

  • transformius

    + будут использовать волны Энштейна ? Только отрыли и вот уже новость ! 🙂

  • MVM

    Боюсь огорчить энтузиастов, но сантиметровая точность GNSS доступна только в фазовых измерениях (страшно-военный P-код, дает те же 3-5м, но правда, легко и быстро). Приемник с поддержкой фазы стоит ~$200 (можно за $20, но с оттаааакенным бубном), антенна от $50 (лучше $100), при работе c коммерческой сетевой станцией — месячная подписка ~$40, плюс расходы на мобильный интернет (объем данных невелик но обязателен). Софт бесплатен (http://www.rtklib.com), но бубнов там тоже в достатке. Если ребята из статьи, за $75 (примерная стоимость инерциальной системы) улучшат технологию RTK в условиях сложной видимости небосвода (город, лес, помехи-преграды) — честь им и хвала.

    • Alexander Zabolotnyi
      • MVM

        Спасибо. И?

        • Alexander Zabolotnyi

          И то что я не вижу в той статье никаких космических финансовых затрат.

          • MVM

            А где видите?

    • Soroka

      Тільки Trimble за over 9000, тільки хардкор

      • MVM

        Кетай понизил планку почти в 2 раза…

        • Soroka

          А як якість? Якщо використовувати готові рішення маю на увазі.

  • Змей Горыныч

    офтоп немного: кресла от ниссан сами паркуются
    https://www.youtube.com/watch?v=O1D07dTILH0

    • transformius

      Мне бы такой стул, чтобы он меня после обеда возил 🙂

    • Підпільний Кіндрат

      Вот бы хлопнуть в разгар рабочего дня..

  • Alexander Zabolotnyi

    Года два назад на Хабре была опубликована статья, где человек без сенсоров, наземных станций и военных частот добился точности порядка 2 дюймов. В качестве теста на листе А4 была нарисована буква Н, по контуру которой двигался GPS приемник. И по полученному треку буква Н узнавалась вполне отчетливо.

    • OlegProton

      Ага, читал, изобрели велосипед опять)) Но тут вроде обошлось без доп антенн, но и точность уже не та

    • Soroka

      Як же без наземних станцій? Це ж кінематика. Метод визначення координат ровера відносно бази.

    • Yuriy Pylypenko

      Но положение самой буквы Н в привязке к координатам планеты было +- 9 метров

  • hope1355

    /Технология GPS, изначально разрабатывавшаяся как военный проект…/
    Що не плюнь, то спочатку воєнний проект а потім: комп’ютер, інтернет і т.д.

    • Yuriy Pylypenko

      Первоначально GPS разрабатывалась как чисто военный проект.
      Но после того, как в 1983 году вторгшийся в воздушное пространство Советского Союза «Боинг-747» Корейских Авиалиний с 269 пассажирами и членами экипажа на борту был сбит советским истребителем возле острова Сахалин, поскольку причиной была названа дезориентация экипажа в пространстве, президент США Рональд Рейган во избежание в будущем подобных трагедий разрешил использование GPS для гражданских целей во всем мире

  • Nic

    >> Например, это могут быть самоуправляемые транспортные средства.
    Или самоуправляемые ракеты.

    • SewAwOw

      Ракетам не нужен gps. У них же есть лазерное наведение.

      • Alex Sukhovy

        Ага, особливо в міжконтинентальних балістичних ракетах))) Так і бачу, як хтось підсвічуватиме лазером ціль для ядерної ракети))

        • Игорь Пономаренко

          Думаю там плюс минус пару дюймов много погоды не сделает 8)

      • Yuriy Pylypenko

        Tomahawk изначально летал по видеоизображению профиля местности — DSMAC – Digital Scene Matching Area Correlation и TERCOM — Terrain Contour Matching

        В 1993 году была выпущена модификация Block III TLAM, которая могла уже лететь по GPS, но DSMAC модуль всё ещё остается на борту

  • Yuriy Pylypenko

    Заголовок статьи не соответствует реальной статье.
    И во внутренностях есть тоже существенная неточность.

    Научная работа университета Калифорния рассматривает вопрос одновременного использования двух навигационных систем: инерциальной INS (она намного древнее GPS) и GPS, а не улучшения GPS

    Инерциальная система это не «встроенные в устройство сенсоры», это огромная, прожорливая и очень дорогостоящая автономная приблуда, которая используется на авианосцах, подлодках, тактических ракетах, космических кораблях и истребителях.

    Ключевым элементом INS является гироскоп, который лимитирует габариты, вес, электропотребление и цену IMU. Всё остальное в INS по современным меркам невесомые копейки.

    Из-за этого «новая система НИКОГДА НЕ Сможет использоваться и в мобильных устройствах»

    • Alexandr

      Не понял, сейчас в любой мобилке есть гироскоп. Почему НИКОГДА?

      • Yuriy Pylypenko

        В мобилке есть акселерометр. Устройство не требующее вращения никакой массы. Просто шарик на пружинке или пузырек воздуха в воде — это уже акселерометр. Устройство не требует вообще никакой энергии. Сообщаешь ускорение и шарик на пружинке отклоняется.

        Гироскоп — быстро вращающееся твердое тело, ось которого может изменять свое направление в пространстве. Т.е. нужно как минимум две составляющих: подшипники для подвеса оси и электродвигатель для поддержания частоты вращения

        • Alexandr

          Вы это серьезно? По вашему гироскоп имеет одну единственную конструкцию!? Вы никогда не слышали о гироскопах в мобилках и даже не попытались погуглить???
          Ну вот статейка 6 — ти летней давности.
          http://itc.ua/blogs/editorial/giroskop_ili_akselerometr_48048/

          • Yuriy Pylypenko

            Слыхал. Поэтому готов рассказать и рассказал выше и повторю ещё раз.

            Вибрационные/кориолисовые гироскопы являются по сути акселерометрами.

            Если на пружинку нацепить массивный шарик — он будет детектировать ускорение, как линейное, так и вращательное.

            Если мы ускоряем предмет — шарик из-за инерции отстает, пружинка отгибается и по изгибу мы измеряем направление и ускорение.

            Если мы сообщаем вращательное движение — мы тоже придаем ускорение. Шарик опять из-за пружинки отстает. По тому в какую сторону закрутилась пружинка и насколько — мы узнаем направление и ускорение вращение.

            Называть вибрационный гироскоп гироскопом или акселерометром — чисто терминологический вопрос.

            Производитель Analog Devices сам называет их акселерометрами.

            По определению в русскоязычной физмат школе:
            «Вибрационный гироскоп — прибор для определения угловой скорости объекта, содержащий реагирующие на вращение объекта вибрирующие детали»

            Вибрационный гироскоп определяет НЕ положение прибора в пространстве (относительно гирогоризонта или гироазимута), а угловую скорость/ускорение.

            Поэтому если Вам надо точное определение, к которому нельзя подкопаться лингвистически, то вот:

            «Из множества типов устройств именуемых гироскопами, для построения инерциальной навигационной системы (INS) годятся лишь те типы, которые измеряют положение в пространстве, а не вектор ускорения. К таковым относятся только классические гироскопы, состоящие из быстро вращающеегося твердого тела, ось которого может изменять свое направление в пространстве.»

            Чтобы не плодить путаницу в терминологии, производители вибрационных гироскопов избегают термина гироскоп и применяют термин акселерометр.

          • Alexandr

            Ну вообще то акселерометр и гироскоп в мобилке это два разных датчика.
            К тому же есть есть и другие варианты гироскопа. (ну к примеру оптический)
            Простите слишком много текста и мало по сути.

          • Yuriy Pylypenko

            Один измеряет линейные ускорение, другой ускорение вращения (угловую скорость).
            Тот «гироскоп» который измеряет угловую скорость сами производители на своём официальном сайте называют «акселерометрами»

            Журналисты и ученые вот эти устройства:
            http://www.analog.com/en/products/mems/mems-accelerometers.html

            называют «гироскопами», но как видите сам производитель избегает такого термина, чтобы не вносить сумятицу

            Вариантов устройств, к которым применяется термин гироскоп есть множество, в т.ч. и оптический.

            Для INS подходит только тот тип гироскопа, который измеряет не угловую скорость/отклонение, а измеряет текущее положение относительно начального (в пункте выезда).

            Из десятков типов (пъезо, акустические, оптические, вибрационные, кориолисовые) только роторные измеряют положение в пространстве, остальные измеряют угловую скорость/ускорение и не знают своего положения в пространстве

  • Александр Сидоренко

    Такая точность имеет смысл в зданиях, во всяких аэропортах, торговых центрах и т.д. (при условии, что на Google/Яндекс картах есть платы этих зданий). Но т.к. телефоны/планшеты все еще не ловят GPS в зданиях, такая точность не нужна)