Модуль galileo что это в смартфоне
Встроенный модуль Galileo в смартфоне: что это такое
23.04.2020 1,022 Просмотры
Одним из важнейших этапов в развитии технологий для повседневного использования стало внедрение в смартфоны модуля навигационной системы.
Рядовым пользователям эта технология больше известна как GPS. Действительно, благодаря навигационной системе GPS перемещение по незнакомому городу или даже стране теперь не составляет никаких трудностей.
Однако технологии не стоят на месте, а поэтому даже в таких успешных проектах, как GPS, появляются новые игроки, которые, используя собственные конкурентные преимущества, пытаются занять солидную часть рынка. Так произошло и со встроенным модулем Galileo. Galileo – это спутниковая система навигации Европейского союза.
Действительно, Галилео – молодая система, у которой на момент к 2018 году насчитывалось не так много запущенных спутников, однако уже в 2019 году начался массовый выпуск смартфонов, поддерживающих Галилео, что говорит о функциональности системы.
Но самый интересный и многообещающий проект, который синхронизируется вместе с модулем Галилео – это приложение Sky Map for Android, расположенное на площадке Play Market. Данный плагин позволяет пользователю ознакомиться не только с картой земли, но и неба. Таким образом, ваш телефон сможет стать настоящим планетарием.
Рынок навигационных систем занят крупными игроками, в качестве которых сомневаться не приходиться. Поэтому навигатор Галилео также хорош, как и уже популярный и общеизвестный Global Positioning System, так как наличие игрока на рынке данных услуг уже гарантирует бесперебойное определение местоположения.
Galileo в смартфонах — что это за спутниковая система?
Особенности и назначение навигационной системы Galileo в телефонах.
Galileo — это европейская спутниковая навигационная система, которая была запущена в 2016 году. Эта система должна быть установлена на всех смартфонах ЕС. Технологию создавали в качестве альтернативы американскому GPS. Точность определения местоположения — 4 метра. Иногда этот показатель чуть больше из-за плохой видимости спутников.
В наземную группировку Galileo входит:
Система Galileo находится под контролем гражданских ведомств. При этом законодательство ЕС допускает возможность использования этой спутниковой навигационной системы в военных целях. Точность определения местоположения — 4 метра. Иногда этот показатель чуть больше из-за плохой видимости спутников.
Члены Еврокомиссии планируют создать полноценную систему, которая передает при экстренном звонке в службу спасения координаты устройства через Galileo. Сегодня эту технологию поддерживает большинство современных смартфонов. Один из первых топовых процессоров, который начала сотрудничать с этой навигационной системой? стал Qualcomm Snapdragon 820.
Сравнение Galileo с GPS, ГЛОНАСС и Beidou
Сравнение Galileo с другими популярными навигационными системами:
GPS. Используется министерством обороны США. Принцип использования системы — определение местоположения путем измерения расстояний до объекта от точек с известными координатами — спутников. Расстояние вычисляется по времени задержки распространения сигнала от посылки его спутником до приема антенной GPS-приемника. Точность современных GPS-приемников в горизонтальной плоскости составляет 1-2 метра при хорошей видимости спутников. Вот более подробное описание технологии.
ГЛОНАСС. Используется Министерством обороны России. Разработана по заказу Министерства обороны СССР. Принцип измерения как у GPS. Группировка спутников состоит из 24 штук. 21 спутник работает на трех орбитальных планах и находится в законсервированном состоянии, чтобы заменить те, которые вышли из строя. Каждый орбитальный план состоит из 8 спутников. Точность определения координат системой ГЛОНАСС по долготе и широте составляют 4,46-9,38 метров. Вот отдельная статья.
Beidou. Используется Министерством обороны Китая. Разрабатывается еще с 1960-х годов. Орбиты двух спутников определяются меридианами 80 и 140 градусов восточной долготы, орбиты третьего и четвертого спутников обозначаются как GEO 110.5 и GEO 86 E. Благодаря этому Beidou получает сигналы на площади ограниченной меридианами (70-140 градусов E) и параллелями (5-55 градусов N). Спутники полностью покрывают территорию Китая и некоторых соседних государств. Сегмент контроля включает в себя три наземных станции. Система обеспечивает точность определения координат с погрешностью не более 100 метров. Описание технологии здесь.
Навигационная система Galileo начала отвечать на сигнал SOS
European GNSS Agency / YouTube
Европейская система спутниковой навигации Galileo получила поддержку ответных сообщений на сигналы SOS. После получения такого сигнала она определяет местоположение сигнала, передает его спасательным службам и посылает терпящему бедствие уведомление, что спасатели уже находятся в пути, сообщается в пресс-релизе ESA.
Galileo — это одна из четырех глобальных спутниковых навигационных систем наряду с GPS, ГЛОНАСС и BeiDou. Основная функция этих систем заключается в определении местоположения. Для этого спутники передают сигнал с точным временем, а устройство на Земле рассчитывает на основе сигналов от нескольких спутников и данных об их орбитах свое местоположение с точностью, обычно составляющей около нескольких метров.
Помимо точной локализации глобальные навигационные системы выполняют и другие важные, хотя и не настолько известные функции. Например, они помогают синхронизировать время на больших расстояниях, а также отслеживают сигналы бедствия от удаленных судов, самолетов или отдельных людей. Galileo, GPS и ГЛОНАСС объединены в общую систему «Коспас-Сарсат», которая с помощью эффекта Доплера и подсчета задержки сигнала в течение нескольких минут определяет местоположение сигнала от аварийного радиобуя и передает их в центр обработки, который пересылает данные в местные службы спасения.
Эта система работает с 1980-х годов и ежегодно помогает спасать людей. В последние годы разработчики системы Galileo занимались модернизацией и тестированием нового компонента, который позволяет реализовать ограниченную двухстороннюю связь. После того, как данные с радиобуя были переданы в спасательную службу, спутники Galileo могут добавлять к передаваемым данным о времени дополнительное сообщение для конкретного радиобуя, что служба спасения получила данные.
В 2019 году ESA протестировало систему на испытаниях в Катаре, добилась договоренности с остальными системами, входящими в «Коспас-Сарсат», и теперь активировало функцию передачи уведомления. Представители ESA отмечают, что основная функция передачи данных спасателям не изменилась, однако для людей в чрезвычайных ситуациях, например, при кораблекрушении, знание о том, что спасатели знают о ситуации и уже находятся в пути, может стать серьезной психологической поддержкой.
В прошлом году Galileo столкнулась с серьезным системным сбоем, из-за которого ее работа фактически была приостановлена на неделю. После восстановления работы оператор рассказал, что его причиной стала неисправность оборудования наземного компонента системы, который отвечает за расчет орбиты спутников.
Системы навигации GPS, Glonass, Beidou, Galileo
Что такое системы навигации
Системы навигации находятся под контролем военных. Построение и поддержание в работоспособном состоянии этих систем обходиться очень дорого, для покрытия части затрат, системы навигации были открыты для гражданского использования, но по команде можно отключить от спутников любую территорию.
Для функционирования системы навигации и покрытия всей планеты необходимо минимум 24 работающих спутника. Можно создать систему навигации которая будет покрывать только часть территории (это дешевле), по такому пути идёт Индия создавая региональную систему навигации.
Сейчас эксплуатируются следующие системы навигации
Принцип работы у всех систем одинаковый,
В стадии построения и отладки
Использование систем навигации для населения
В смартфонах есть приёмники сигнала с спутников, что позволяет узнать место нахождения, с большой точностью.
Сейчас в телефонах устанавливают три основные системы GPS, Glonass, Beidou.
Как работают системы позиционирования GPS и аналоги
Приёмник который находиться в телефоне, навигаторе получает сигнал с спутника, в сигнале передаётся точное время так как на спутнике установлены атомные часы, также известно местоположение спутника, навигатор по времени которое затрачено на прохождение сигнала от спутника вычисляет расстояние до спутника. Приняв сигнал от двух спутников можно вычислить координаты но нельзя определить высоту, получив сигнал от третего спутника вычисляется точное место нахождения.
Чем от большего количества спутников будет принят сигнал, тем более точно можно определить место нахождения. Также место нахождения уточняется со временем работы приёмника при каждом последующем вычислении уменьшается погрешность.
Пользователь привык увидеть своё местоположение на карте, это уже программно происходит наложение координат местонахождения на карту, то есть каждой точке на карте должны быть присвоены пространственные координаты.
Что лучше: ГЛОНАСС, GPS или Galileo?
Что лучше: ГЛОНАСС, GPS или Galileo?
В современном мире, где нормальное функционирование отдельных отраслей напрямую зависит от качества поставляемых услуг в области навигационных спутниковых систем, вопрос отнюдь не праздный.
На сегодняшний день существует несколько спутниковых навигационных систем, предназначенных для определения местоположения и точного времени, а также параметров движения (скорости и направления движения и т. д.) для наземных, водных и воздушных объектов.
С точки зрения доступности и применения интерес представляют четыре системы: российская ГЛОНАСС, американская NAVSTAR GPS, европейская система Galileo и китайская система BeiDou/Compass.
Системы ГЛОНАСС и NAVSTAR GPS полностью введены в эксплуатацию и являются глобальными.
Рис. 1. Существующие средства навигационно-временного обеспечения.
На различных этапах ввода в эксплуатацию находятся системы Galileo и BeiDou/Compass, которые в перспективе также обеспечат глобальный сервис.
Рис. 2. Перспективные средства навигационно-временного обеспечения.
Орбитальная группировка системы ГЛОНАСС представлена 30 космическими аппаратами из которых по состоянию на 29/06-2014 23 находятся в системе, 2 в резерве. Оставшиеся спутники на этапе ввода в эксплуатацию или техническом обслуживании. Космические аппараты вращаются на круговых орбитах в трех орбитальных плоскостях на высоте 19100 км. Число спутников в каждой орбитальной плоскости – 8.
В состав орбитальной группировки системы NAVSTAR GPS входят 32 космических аппарата, вращающихся на круговых орбитах в 6 орбитальных плоскостях на высоте 20183 км. Число спутников в каждой орбитальной плоскости 4.
Орбитальную группировку системы Galileo составят 30 спутников (27 операционных и 3 резервных). Полностью развернуть орбитальную группировку планируется в 2016 году, когда выведут на орбиту все 30 спутников (27 операционных и 3 резервных). Орбитальная группировка системы GALILEO будет располагаться в трех плоскостях, наклоненных к экватору под углом 56 градусов на высоте 23224 км., по 9 спутников в каждой орбитальной плоскости.
Наибольший интерес представляют системы ГЛОНАСС и NAVSTAR GPS.
По точности измерения обе системы примерно равны. Согласно данным системы дифференциальной коррекции и мониторинга на 30 июня 2014 г. точность обеих систем составляет 5-7 м. Американская система имеет более развитую сеть станций, передающих поправки для дифференциального режима. Эти станции, расположенные на территории США, Канады, Японии, КНР, ЕС и Индии, позволяют снизить погрешность на территории этих стран до 1-2 м.
В то же время Российские станции дифференциальной коррекции расположены в основном на территории РФ.
Текущая сеть наземных станций насчитывает 14 станций в России, одну станцию в Антарктиде и одну в Бразилии. Развитие системы предусматривает развёртывание восьми дополнительных станций на территории России и нескольких станций за рубежом (дополнительные станции будут размещены в таких странах, как Куба, Иран, Вьетнам, Испания, Индонезия, Никарагуа, Австралия, две в Бразилии, и ещё одна дополнительная будет размещена в Антарктиде).
Несомненным преимуществом отечественной системы является более высокая точность в приполярных областях Земли за счет более высокого наклонения орбит.
По сообщению Reuters, сотрудники шведской компании Swepos, обслуживающей общенациональную сеть спутниковых навигационных станций, признали преимущество российской системы навигации ГЛОНАСС над американской GPS.
По словам Бо Йонссона, замглавы подразделения геодезических исследований, ГЛОНАСС обеспечивает более точное позиционирование в северных широтах: «она (Глонасс) работает немного лучше в северных широтах, потому что орбиты её спутников расположены выше, и мы видим их лучше, чем спутники GPS». Йонссон сообщил, что 90 % клиентов его компании используют Глонасс в комбинации с GPS. Нужно отметить, что здесь господин Йонссон не совсем точен. Речь, скорее всего, идет не о высоте орбит, орбиты спутников GPS несколько выше чем у ГЛОНАСС, а о наклоне орбитальных плоскостей: 64,80 у системы ГЛОНАСС против 550 у системы GPS.
На ниже приведенных диаграммах представлена доступность систем ГЛОНАСС и GPS по данным системы дифференциальной коррекции и мониторинга на 30 июня 2014 г.
Здесь PDOP — снижение точности по местоположению.
Рис. 3. Доступность ГНСС ГЛОНАСС.
Рис.4. Доступность ГНСС GPS.
Рис.5. Доступность ГНСС ГЛОНАСС + GPS.
Планируется увеличение точности обеих систем.
К 2015 году точность системы ГЛОНАСС доведут до 1,4 м, к 2020 году – 0,6 м с последующим увеличением этого показателя до 10 см. Система GPS, после вывода на орбиту спутников нового поколения, обеспечит своим пользователям точность 0,6-0,9 м. При использовании дифференциального режима, уже сегодня вполне возможна точность 0,1 м.
Система Galileo, как ожидается, обеспечит точность 30 см в низких широтах при одновременном приеме сигнала от 8-10 спутников. За счет более высокой, чем у спутников GPS орбиты, на широте полярного круга будет обеспечена точность 1 м.
О точности системы Beidou/Compass сегодня говорить пока рано, в виду того что система развернута не полностью. Однако, 8 мая 2014 года система прошла экспертную проверку, в ходе которой было установлено, что её точность составляет менее 1 м. По заявлению академика АН Китая Ян Юаньси точность спутниковой системы БЕЙДОУ при работе в дифференциальном режиме превосходит аналогичные показатели системы GPS.
В вопросе надежности систем и подержания космической группировки пальма первенства на текущий момент за американской системой GPS. Важным отличием системы ГЛОНАСС от системы GPS заключается в том, что спутники ГЛОНАСС в своем орбитальном движении не имеют резонанса (синхронности) с вращением Земли, что обеспечивает им бóльшую стабильность.
Таким образом, группировка КА ГЛОНАСС не требует дополнительных корректировок в течение всего срока активного существования. Тем не менее, срок службы спутников ГЛОНАСС заметно короче. В системе ГЛОНАСС планируется доведение гарантированного срока активного существования спутника на орбите до 10 лет.
Про опасности.
2 апреля 2014 года произошел крупный сбой в работе системы ГЛОНАСС. В течение почти 11 часов все 24 спутника системы выдавали некорректные данные, т.е. система оказалась неработоспособной. Работоспособность системы восстановили, в причинах разбираются. Вопрос, возможно ли повторение подобных ситуаций, остается открытым.
Но не все гладко в вопросах поддержания необходимого количества космических аппаратов в составе орбитальной группировки и у GPS.
В 2009 году Главное бюджетно-контрольное управление США (GAO) выпустило отчет о будущем системы GPS, в котором выражена озабоченность тем, что орбитальная группировка может оказаться неспособной обеспечивать должные эксплуатационные качества в период с 2010 по 2018 год (System Design & Test newsletter, May 2009, GPS World, May 27, 2009). Брэд Паркинсон, первый директор отдела реализации программы GPS, главный архитектор и защитник GPS, заявил: «Возможно, что в группировке окажется менее 24 спутников».
Нужна ли России собственная система спутниковой навигации? Однозначно нужна. Без использования современных навигационных технологий трудно будет обеспечить конкурентоспособность национальной экономики.
Нельзя также игнорировать тот факт, что система GPS, впрочем, как и российская ГЛОНАСС, контролируется военными ведомствами. Поэтому ставить российскую экономику в зависимость от американской GPS, с учетом возможностей режима селективного доступа и преднамеренного «загрубления» или искажения сигнала над определенной географической территорией, а также существующих техногенных, экономических и других рисков, как минимум, недальновидно. Особенно в условиях действия экономических санкций, направленных в первую очередь на ослабление позиции России на международной экономической арене, и нового витка «холодного» противостояния России и блока НАТО.
Из-за опасений, что системы ГЛОНАСС могут быть использованы в военных целях, госдепартамент США отказал Роскосмосу в выдаче разрешений на строительство на американской территории нескольких российских измерительных станций. В ответ на запрет с 1 июня 2014 года приостановлена работа на территории РФ станций для системы GPS. А уже с 1 сентября работа этих станций может быть прекращена. Отключение наземных станций отразится только на сверхточном позиционировании, которое не используется в гражданских целях.
Тем не менее, случай довольно показательный. Что касается Galileo, то система являет собой яркий пример не очень успешной попытки создания глобальной навигационной спутниковой системы с привлечением на коммерческой основе частного капитала, то есть смешивания функций государства и бизнеса. Это уже привело к задержке создания европейской системы Galileo на несколько лет.
По оценкам специалистов, система Galileo может заработать в полном объеме после 2014 года. Для пользователей системы (за исключением авиации, торгового флота, правительственных и военных организаций, спецслужб, спасательно-поисковых служб) будет доступна открытая и коммерческая службы. Открытая служба обеспечит пользователей бесплатным сигналом с точностью на уровне современных систем. Гарантии его получения предоставляться не будут.
Благодаря достигнутым компромиссам с правительством США применяемый формат данных, используемый также в сигналах модернизированной GPS, позволит взаимодополнять системы GPS и Galileo. Коммерческая служба будет предоставлять кодированный сигнал, позволяющий получить повышенную точность позиционирования. Права на использование сигнала планируется перепродавать через провайдеров. Предполагается гибкая система оплаты в зависимости от времени использования и вида абонента. Очевидно, что пользователям системы Galileo в сферах, где требуется высокая точность позиционирования, придется нести дополнительные расходы за услуги пользования системой.
Система Beidou/Compass находится в коммерческой эксплуатации с декабря 2012 г. Система будет обеспечивать пользователей данными о позиции, скорости и точном времени. Данные будут предоставляться по открытым каналам. Помимо отраслевых возможностей использования системы, разработчики анонсировали также возможность обмена текстовыми сообщениями между абонентами системы.
Персональные пользователи системы смогут воспользоваться сервисом по предоставлению информации о ближайших отелях, ресторанах, парковках, культурных объектах путем отправки текстовых сообщений местным поставщикам услуг. Поставщики услуг немедленно найдут необходимую информацию, основываясь на местоположении пользователя, и затем, отправят электронную карту, например, в телефон пользователя. Пользователь также сможет получить услуги с добавленной стоимостью, такие как заказ номера в отеле, столика в ресторане или заказ парковочного места.
Хотя работы по совместимости систем Beidou/Compass и ГЛОНАСС начались в 2014 г., пока неизвестно будет ли доступен полный функционал системы Вeidou/Compass российским пользователям.
Рис. 6. Зона покрытия системы Beidou на текущий момент.
Таким образом, сегодня в мире существует две действительно глобальных системы спутниковой навигации: ГЛОНАСС и GPS.
Однозначного ответа на вопрос какая система все-таки лучше, на сегодняшний день дать не сможет никто.
Что использовать: российскую систему ГЛОНАСС, поддержав отечественного производителя, или использовать систему GPS рискуя быть отключенным от системы в самый неподходящий момент? Очевидны преимущества использования аппаратуры, поддерживающей как ГЛОНАСС так и GPS, ведь с позиции рядового потребителя, чем с большим количеством глобальных спутниковых навигационных систем способна работать его аппаратура, тем лучше с точки зрения доступности и качества услуги навигационного определения.
Уже сегодня на рынке можно найти двух- или трехсистемную аппаратуру, которая помимо GPS и ГЛОНАСС сможет работать с сигналами Galileo. Если будут успешно развернуты орбитальные группировки Galileo и Compass, то не заставит себя ждать и ГЛОНАСС/GPS/Galileo/Compass-аппаратура потребителя. Выбор остаётся за вами.