Ты здесь!

«Спортсменам теперь не придётся выбирать между модными и функциональными часами» – говорит вице президент мирового отдела продаж Garmin Dan Bartel. Девайс весом всего в 60 грамм одновреммено и часы и персональный тренер. Пока доступен в двух цветах: чёрном и бледно-зеленом. Этой штукой очень просто пользоваться используя серебряное сенсорное колечко вокруг дисплея. Можно начать новое задание или восстановить историю заданий. Все данные с этих часов можно передавать на компютер чеб проводов используя технологию ANT+Sport™. Цена штуковины 339 евро.

Естественно у нас это не продаётся. Мы ведь нищеброды. А вообще такой девайс должен быть полезен. Спорт у нас на подъеме и, я думаю, полно людей себе бы купила эту штуку, хотя бы ради понтов.

Были времена, когда GPS давал точность порядка 100 метров. Это было связано с тем, что военные специально загрубляли сигнал, чтобы не авторизованный пользователь не мог определиться точнее. Ну сразу вопросы, а как спутники узнают кому
«давать точно», а кому «как попало»? И как загрублять то? А что делать если опять загрбление включат, ведь теоретически они могут!?

И так по порядку. Начнём с того, что выясним как загрублялось. Ведь загрубление проводилось на уровне измерений. К сожалению сейчас не могу выложить графики, показывающие как вела себя задержка загрубленного сигнала, но попозже это сделаю. Все в школе видели параболу. Так вот если измерять задержку со спутника в течение 12 часов (период обращения по орбите), то она будет выглядеть как парабола (но отнюдь ей не являться). Гладкая такая. А если будет присутствовать селективный доступ, то эта парабола будет содержать флюктуации и на параболу перестанет быть похожей.

Не помню писал или нет, по моему не писал, что на спутнике тоже есть «часы» и они тоже имеют некоторую нестабильность, правда очень маленькую, порядка 10^-14 сек. Но тем не менее этой нестабильностью пренебрешать нельзя при расчете позиции. Эта нестабильность можелируется полиномом второй степени, а точнее уравнением dt(t) = A0 + A1*t + A2*t^2. В это уранении t – это время (секунды недели обычно) на которое мы хотим рассчитать нестабильность часов спутника. В случае отсутствия селективного доступа это руавнения давало правильную нестабильность.

Надо полагать, что при включённом селективном доступе это уравнение могло иметь вид (например) dt(t) = A0 + A1*t + A2*t^2 + A3*t^3 +…+An*t^n. Членов выше второй степени могло быть сколько угодно. А может это было и ещё сложнее выражение. Одно можно тогда было точно, что для каждого спутника сигнал вёл себя разным образом. Это означает, что для каждого спутника были свои коэффициенты A3 … An. Вся сложность была в том что обычный пользователь не мог знать значения этих коэффициентов и не мог посчитать точно свою позицию.

А военные? Военные конечно их знали. А как? А помните я писал про структуру сигнала. Так вот в качестве данных на частоте L1 для Р кода передавались значения этих самых коэффициентов. То есть военные знали как принимать закодированный Р код и знали какие данные там передаются. Оставалось просто применить нужную формулу и загрубление как рукой снимало. Так вы спросите, что я писал про то, что можно принимать Р код не зная секретного Y кода. Я скажу да, все так, но при приеме закодированного Р кода данные теряются. Алгоритм приёма таков, что ради измерений приходится жертвовать данными, которые мы, к стати сказать не знаем. Точнее мы не знаем структуру этих данных. Что за чем передаётся и с какой частотой и другие характеристики.

Итог таков:

1. Загрубление сигнала происходило путём внесения дополнительных искажений в нестабильность «часов» спутника. Причем для каждого спутника свои искажения.
2. Информация об искажении, точнее коэффициенты полинома, передавались на закодированной составляющей L1 частоты.
3. Пользоваться этими данными могли только военные и авторизованные пользователи.
4. Принимать Р код можно и в закодированном виде, но данные теряются, так как это специфика алгоритма приёма.

Как же обстоят дела на частоте L2, или попросту, на второй частоте? До определённого момента на второй частоте передавался только P(Y) код. Но с вводом в эксплуатацию нового поколения спутников IIR-M и IIF на частоте L2 передаётся и С/А код. Причём могут передаваться 2 не когерентных кода: L2CM – civil moderate, L2CM – civil long. Нет смысла переводить названия этих кодов, достаточно просто запомнить аббревиатуру.

L2CM – в основе кода лежит битовая последовательность длинной 20 мс (миллисекунд). Частота следования битов (чипов) в этой последовательности 511,5 кГц. Это значит, что в одной миллисекунде умещается 511,5 бит (чипов).

L2CL – это такая же последовательность как и L2CM, но получающаяся в результате сброса годо-генератора каждые 767250 чипа. Чип (chip) – это самый маленький элемент ПСП. Иногда под словом «чип» понимают длительность этого элемента.

На ряду с дальномерным кодом передаются и данные, такие же как и на первой частоте. Правда способ передачи и структура сигнала с данными немного другая. Рассматривать смыла пока нет.

Тип передаваемого сигнала можно командой менять из центра управления. То есть, в качестве C/A кода может передаваться:

1. Сумма по модулю 2 С/А кода и данных.
2. С/А код без данных.
3. Битовая последовательность, состоящая из L2CM кода и данных и L2CL кода без данных.

Рассмотрим, так называемый, P код. Что это за зверь такой. Это псевдошумовой код, который представляет из себя М-последовательность. Это тоже последовательность 0 и 1 с частотой следования f0 = 10.23 МГц. Это значит, что длительность элементарного импульса (чипа) 0.1 мкс (микро секунда). Это говорит о том, что этот код имеет длительность импульса в 10 раз меньше чем С/А код. Период этого кода равен 267 дней. Эти 267 дней разбиты на 38 семидневных интервалов. Из них один интервал не используется, 5 в резерве, а остальные назначены на спутники на орбите. Каждому спутнику свой уникальный код.

Вместо Р кода может быть использован Y код. Это точно такой же код, но зашифрованный. Уравнения для его генерации не известны потребителю. Его знают только военные пользователи системы GPS.

На ровне с Р кодом передаётся информация. Раньше в эту информацию входили параметры загрубляющего полинома, который использовался, когда был включён селективный доступ. И при декодировании этих параметром можно было снять загрубление с сигнала. Однако не все так просто.

Поскольку Р код зашифрован, то есть это Y код, то для его обработки, ловли и слежения используются специальные техники (свои у каждой фирмы). Алгоритм таков, что в результате теряется полезная информация, то есть, код следить мы можем, а понять, что там передавалось не можем, даже если знаем формат данных.

Для передачи формирования конечного сигнала используется таже техника, что и с С/А кодом – фазовая манипуляция.

Если не вдаваться в экзотические детали, то это на первой частоте дело обстоит так.

Любый вопросы милости прошу!

GPS спутники передают сигнал на двух частотах. Они условно называются L1 и L2. Разберёмся сначала с, так называемой, «первой» частотой – L1. На ней излучаются 2 сигнала, называемые C/A кодом и P кодом. C/A – coarse acquisition код. Если переводить дословно, то это грубый код, служащий для захвата сигнала. Р код – это precision код, то есть точный код. Излучаются эти сигналы в квадратурах, то есть их математическое описание соответствует функциям sin и cos. Это значит, что один сигнал сдвинут относительно другого по фазе на 90 градусов.

Рассмотрим сначала C/A код. Напомню, что в системе GPS используется кодовое разделение каналов. Это значит, что каждый спутник идентифицируется на земле по факту приёма его уникального кода. Опять это слово – код. Давайте детально разберёмся с тем, какая информация поступает в передатчик спутника и, в дальнейшем, уже на землю, как радио-частотное колебание.

На спутнике все частоты получаются из некой опорной частоты f0 = 10.23 МГц. Таким образом частота несущей L1 = 154 * f0 = 1575.42 МГц – так задается колебание первой частоты. Номер спутника соответсвует уникальному коду для данного спутника – этот код получил название PRN code. PRN – pseudo random noise, псевдо шумовой сигнал. В системе GPS в качестве таких кодов используются коды Голда. Этот код представляет из себя псевдо-случайную (почти случайную) последовательность 0 и 1, следующих с частотой f0/10 = 1.023 МГц. Длинна этого кода выбрана равной 1 мс (милли секунда). После этого код повторяется сначала. В 1 мс укладвается 1023 ноликов и единичек этого кода, идущих с частотой 1.023 МГц. Благодаря именно этому коду сигналы от разных спутников не перемешиваются в пространстве, потому что у каждого спутника этот код свой.

Кроме того, существует ещё и информационное сообщение, которое передаётся непрерывно со скоростью 50 бис/с. Длинна сообщения 1500 бит. Скорость 50 бит/с означает, что длительность 1 бита – 20 мс. Значит, в 1 бите укладывается 20 периодов PRN кода.

Информационное сообщение и PRN код складываются по модулю 2. Для тех, кто не знает, что это такое, считайте, что это просто сложение. Потом эта сумма поступает в передатчик, где она накладывается на несущую частоту и передаётся. «Наложение на несущую» – это называется модуляция. В нашем случае используется фазовая манипуляция: при переходе этой суммы с 0 на 1 фаза несущей сигнала меняется на 180 градусов.

Пожалуй хватит для одного поста, а то мозг разнесёт. Все вопросы в комментах. А за мной:L1P code and L2P code signal structure.

Вы узнали что:

1. На частоте L1 реально передаётся 2 сигнала;
2. Какой код используется для разделения спутников по каналам;
3. С какой скоростью передаётся информация с борта спутника;
4. Как передаваемая информация связана с кодом.

С выходом на рынок телефона iPhone каждый производитель гаджетов старается переплюнуть Apple и выпустить что-то лучше. Но сделать это не так просто, от части потому, что Apple тратила очень большие деньги на разработку и тестирование пользовательского интерфейса. Именно интерфейс делает iPhone столь не поражаемым и популярным. Под интерфейсов я в данном случае понимаю не просто touch-screen (это экран, который реагирует не прикосновения), а весь комплекс программ изначально написанных Apple, все движения пальце и прочее. Это все потребовало долгого и тщательного изучения. Все дальнейшие подражания будут, скорее всего, только хуже, потому что будут стараться отличаться от «кумира». При этом, заметьте, я не говорю, что кумир столь идеален. Уверен,в нём есть недостатки, но тем не менее. Кстати, даже не смотря на отсутствие GPS в iPhone его раскупают на расхват.

Garmin тоже не хочет оставаться в стороне и они анонсировали свой аналог iPhone – Garmin nuvifone. Правда он ожидается на западных рынках в 3 четверти 2008 года. Ждать весьма прилично.

Garmin поддерживает новый стандарт связи 3.5G. В стандартной поставке уже есть сервис от Google, который позволяет искать рядом лежащие кафе, всякие заведения и прочее. О поддержке смс, электронной почты, чата и ммс нечего говорить. И естественно все прелести GPS навигации присутствуют в этом телефоне. Одна из таких фич – это сервис Garmin Online™, который позволяет получать информацию о пробках на дорогах, ценах на бензин у ближайших заправок, новости, погода и прочее. Но в России такой сервис не доступен, по крайней мере пока. Также есть встроенная фотокамера с поддержкой геотагинга – это когда при съёмке в фотографию заносятся координаты того места, откуда она была сделана. Если сходить по этой ссылке, то можно увидеть кучу прекрасных фотографий этого девайса.

«Nokia Eyes GLONASS signals for AGNSS Handsets» прекрасная статья, почитать на английской можно здесь. Для тех кто не может расскажу вкратце о чем она.

Утверждается, что Nokia проводит исследования на предмет использования ГЛОНАСС в своих новых продуктах. Судя по всему, надоело им (Финам) ждать, пока Galileo войдет в боевой режим и они решили искать новые фичи, которые выделят их мобилы на бурно растущем рынке сотовой телефонии. Nokia проводит интенсивные исследования на предмет включения системы ГЛОНАСС в сеть AGNSS на ровне с GPS. Компания предсказывает, что 30-40% всех проданных мобильных телефонов в ближайшие 3-4 года – это 300 миллионов трубок в год, буду использовать систему AGNSS.

Внимание со стороны такой большой корпорации как Nokia может сильно повлиять на развитии ГЛОНАСС в лучшую сторону. Особенно если учитывать последний разнос, который устроил Сергей Иванов. На мой взгляд – полный бред. Толчка это, мне кажется, не даст, а Иванов просто лишний раз попиарился. На ГЛОНАСС’е пилятся очень большие деньги.

Россия последнее время уделяет большое внимание позиционированию ГЛОНАСС как системы, в первую очередь, консьюмерной, то есть для рядовых пользователей. И только потом как военную. Это вполне возможно, только если она будет обеспечивать достаточную надежность. Если нет – то ни о каком использовании «для людей» речи не идёт.

Прошлой очень были опробованны первы образцы оборудования, способные следить одновременно спутники системы ГЛОНАСС и GPS. Несмотря на различия сигнала, сдвиг шкал системного времени, разные системы координат, спутники ГЛОНАСС-М вполне подходят для использования в позиции.

Дальше в статье мало интересного, в основном технический подробности. Но суть выше написанного в том, что если ГЛОНАСС действительно не оплошает, то возможно, что в ближайшее время в Росии появятся мобилки с навигацией по ГЛОНАСС. Будет чем гордится, не смотря ни на что.

Увидел сейчас по телевизору рекламы нового Land Rover Discovery 3 с навигационной системой на русском языке и прочими наворотами. Суть рекламы в том, что машину загоняют в грузовой самолет и в автомобильном навигаторе прокладывают маршрут от Ницы до «куда-то там». И всю дорогу самолет летит по автомобильному навигатору. Сущий бред. Алюминиевый корпус самолёт экранирует GPS сигнал полностью. Это возможно только если к навигатору подключить внешнюю антенну, которая будет стоять на крыше самолёта. Хотя, мне кажется, навигатор сойдет сума в этом случае. Обычно навигационный системы интегрируют с автомобильными очень «плотно» для большей надежности системы в целом. А тут получится, что машина стоит, а на самом деле движется.

Скоро Китай раскроет детали системы КОМПАС (или Бейду 2), включая ИКД (интерфейсный контрольный документ). Также станут известны планы запуска спутников. Информация поступила от работников Китайского спутникового Навигационного Центр на Шанхайском Навигационном форуме в Шанхае в четверг и пятницу 6-7 декабря.

Китай также продолжает участвовать в европейской программе по Galileo, но сейчас кажется, что создание Compass идёт быстрее, чем европейской системы, в которую было инвестированно 200 миллионгов евро. Подтверждая предыдущие заявления, докладчики на NaviForum говорили, что Compass будет включать в себя 30 среднеорбитальных спутников и 5 геостационарных. К 2009 году зоной покрытия будет Китай и восточная Азия, но позже весь земной шар.

Одной из острых проблем считается перекрытие частотного диапазона уже существующих систем GPS и ГЛОНАСС при развёртывании Compass. Yang Qiangwen, старший инженер Китайского навигационного центра сообщил на пресс конференции детали теста первого спутник, запущенного в апреле. Во время ответов на вопросы после его презентации он сказал: «Мы тщательно и много готовимся и у нас есть точный план, выходящий за рамки 2009 года. Так же скоро будет предоставлена информация о дальнейших запусках.» Он так же добавил, что «ИКД будет выложено на наш официальный сайт в ближайшем будущем». Он подчеркнул, что системы будет открытой и ИКД будет распространяться свободно.

Компания Raytheon Company сообщила, что она успешно закончила системный тест для GAGAN, которая обеспечивает территорию Индии точными поправками для кодовых измерений системы GPS.

GAGAN – это GPS Aided GEO Augmented Navigation. Система мониторит сигналы со спутников GPS и по результатам обработки измерений вырабатывает специальные поправки, которые могут улучшать качество позиции пользователей. Источник.

От меня. GAGAN полностью совместим со стандартами SBAS. Это означает, что приемники, способные ловить спутники системы WAAS, чисто теоретически могут ловить и GAGAN. Это в первую очередь зависит от реализации фирмваря приёмника. То, что приёмник переделывать не надо – это 100%. Возможно, кому-то придётся обновить FW.