Como conseguir un posicionamento GPS ultrarrápido?

Nunha sociedade de entregas instantáneas, instantáneas e instantáneas dentro dunha hora, a hiperconectividade do homo sapiens é un animal que se volveu moi impaciente.

E o homo sapiens VTTistis non se afasta da regra cando acende o GPS.

Cantas veces dixeches a ti mesmo: "O meu GPS tarda unha eternidade en atopar a primeira posición..."? 😉

De feito, non estás completamente equivocado, pero antes de devolver o teu GPS ao fabricante, explicaremos como funciona e por que está ben na maioría dos casos.

Obter xeolocalización

O receptor GPS está deseñado para recibir un sinal moi débil dos satélites de xeolocalización 🛰.

Este sinal é afogado polo ruído electromagnético (<25 nanovoltios ou 25 ppb).

É un pouco como tentar escoitar que un alfinete caia sobre a tella da cociña mentres visitas o Vaticano ⛪️.

Para extraer un sinal útil nunha posición, a electrónica do receptor integrado no GPS debe reproducir a "sinatura" de cada satélite que espera recibir, e despois "inserir" esta copia no ruído ata que se correlacione coa sinatura recibida. desde estes satélites. Como regra xeral, a chave debe caber na pechadura 🔑 ..

⚠ ️ Obviamente, calquera cousa que poida obstruír a visión do ceo inevitablemente interferirá coa rápida adquisición de FIX, porque o sinal recibido dos satélites atenuarase a un nivel aínda máis baixo ou incluso degradarase.

En funcionamento normal, cando FIX está instalado, o receptor (chipset) 📡 asigna a cada unha das súas canles de recepción un dos satélites que decidiu "perseguir". Despois, cada canle bloquearase a un satélite se o sinal se recibe correctamente.

Necesitas polo menos 4 satélites e, polo tanto, bloquea 4 canles para o posicionamento 3D / 4D (L, G, Z) / Velocidade.

As canles adicionais melloran a precisión do posicionamento e garanten o seguimento continuo de polo menos 4 satélites.

Actualmente varios chipsets teñen capacidade GNSS multibanda (GPS + Galliléo + Glonass +...). A maioría dos chipsets dispoñibles no mercado só aceptan a banda de sinal GPS, pero hai unha frecuencia común utilizada para Galileo, Glonass e outros. Isto permite que o receptor utilice satélites das constelacións Glonass, Galileo, etc., así como satélites da constelación GPS (os primeiros que aparecen para a xeolocalización).

Entón: cando o teu GPS "esperte" (activado), debe buscar e rastrexar polo menos 4 satélites para calcular o seu primeiro FIX.

Coidado cunha comparación "sesgada" cun teléfono intelixente que está sempre acendido e xeolocalizado permanentemente no contexto do uso actual (a non ser que o usuario teña marcado a caixa de exclusión).

Protocolo de conexión e lanzamento do chip GPS

Para "conectarse" aos satélites, o receptor GPS debe:

• Teña a vista de 360 ​​graos máis clara do ceo para garantir a visibilidade dos satélites de baixo nivel e a calidade do sinal recibido.

• determinar que satélites están no campo de visión, é dicir:

  • Coñece a data e a hora
  • Coñece a túa posición
  • Coñecer a posición dos satélites no ceo.

A data e a hora son mantidas polo reloxo interno ⏰. Isto funciona mesmo cando o receptor GPS está apagado.

A posición do receptor GPS é a última posición coñecida.

Almanaque e efemérides GPS

A posición de cada satélite no ceo está determinada polos datos dealmanaque para toda a constelación eefeméride para obtener datos detallados de cada satélite.

Datos do almanaque

Os datos do almanaque proporcionan toda a información necesaria para que un receptor GPS calcule a localización aproximada de cada satélite na constelación. Os datos do almanaque non son o suficientemente precisos para determinar a localización, son recordados polo destinatario, onde permanecen válidos durante 180 días. Utilízanse para determinar que satélites son visibles desde unha posición coñecida para que o receptor poida buscar un sinal deses satélites.

Datos de efemérides

Os datos de efemérides permítenche determinar con precisión a posición de cada satélite e tamén permiten ter en conta o atraso de propagación do sinal, a velocidade do satélite, para estimar correctamente a posición do receptor.

Os datos das efemérides dun satélite son transmitidos só por este satélite e actualízanse periodicamente (cada 4-6 horas para o sistema GPS) para ter en conta os máis mínimos cambios na órbita do satélite. Son estes datos os que se utilizan para calcular a posición.

APRETADO

Estes datos son transmitidos por satélites a moi baixa velocidade, o almanaque actualízase cada 12.5 minutos e a efeméride cada 4 horas..

• O almanaque é necesario para comezar,
• A efeméride de cada satélite rastrexado é importante para calcular unha posición precisa.

Para superar a longa duración do FIX, os chipsets GPS foron enriquecidos coa función A-GPS "GPS asistido", que permite enviar datos de almanaques e efemérides a través dunha conexión a Internet (máis sobre iso máis adiante).

Un inicio FRÍO ocorre cando faltan estes datos, están danados ou son demasiado antigos.

Exemplos:

• Primeira posta en marcha despois da entrega, despois de acenderse no interior (edificio, soto, garaxe, etc.),
• permanencia prolongada na caixa sen usar ou sen batería,
• unha longa viaxe a máis de 100 km do lugar antes do GPS, antes de apagarse,
• repetición de usos moi curtos que impidan actualizacións de efemérides, p.ex.… .etc.

A diferenza dun inicio de FACTORY onde non hai datos, a maioría das veces o receptor non pode saber que os seus datos son incorrectos, o script de inicio COLD só se executa despois dun fallo. a duración total do primeiro FIX neste caso é maior que a especificación de fábrica.

Time To First Fix

Divídese en tres escenarios:

1. Frío ou de fábrica

Este é o caso cando o destinatario ten estimacións imprecisas:

• Dende a súa posición,
• velocidade,
• data e hora,
• posición dos satélites.

Neste caso, o receptor debería comezar a buscar todos os satélites posibles (31). Despois de recibir un sinal do satélite, o receptor comeza a recibir información do almanaque. Este almanaque é transmitido por cada satélite durante 12,5 minutos.

2. Cálido ou normal

Neste caso, o destinatario sabe:

• Data e hora actual cunha precisión de 20 segundos,
• a súa localización actual cunha precisión de mellor de 100 quilómetros,
• a súa velocidade é mellor que 25 m/s.

E o destinatario ten datos de almanaque válidos.

3. Quente ou en espera

Cando o receptor ten datos válidos de hora, localización, almanaque e efemérides, pode adquirir rapidamente sinais de satélite.

En concreto, este é o caso cando se acenden dous cun intervalo inferior a unha hora.

Funda A-GPS: GPS asistido (A-GPS)

Esta función permítelle descargar datos de almanaques e efemérides ao chipset do receptor GPS. O receptor debe ter unha conexión de rede rápida a Internet (a través de Wi-Fi ou Bluetooth) para recibir estes datos dun servidor (p. ex. Garmin). Esta función elimina a necesidade de tempo FIX longo.

Basicamente, todos os teléfonos intelixentes 📱 teñen A-GPS polo que non están suxeitos a arranques longos en FRÍO.

Garmin ten A-GPS implementado nos equipos máis recentes (GPS, reloxo, etc.), non obstante, Garmin recomenda que actualice os datos regularmente mediante unha conexión regular a Internet.

Por iso, é imprescindible afondar en cada manual de usuario 📖 para coñecer o caso concreto do teu GPS.

Facilitación de arranque en frío recomendada

• Se o teu navegador GPS está equipado con A-GPS: se che parece longa a duración da primeira CORRECCIÓN, dá o reflexo da conexión a Internet para actualizar estes datos.

• Se o teu navegador GPS non ten A-GPS e a duración do primeiro FIX supera os 3 minutos:

  • Coloque o navegador GPS onde poida "ver" o ceo e, se é posible, máis de 360 ​​°,
  • deixa que o GPS faga o seu FIX sen tocar nada, especialmente sen parar!
  • Cando remate o FIX, déixao aceso polo menos unha hora sen tocar nada para actualizar os datos que emiten os satélites a baixa velocidade.
  • Despois desta hora de funcionamento, é posible que o GPS estea apagado e a duración das próximas CORRECCIÓNS será curta.

Exemplo de traballo observado con GPS: precisión da posición actual de 3 a 5 m,

Acción ou estado	Tempo	Analiza o ficheiro de rexistro
Preme e solta o botón ON.	0 "
A pantalla ilumínase coa pantalla de carga "Versión suave"	20 "	GPS activado
O mapa móstrase na pantalla	40 "
1 satélite	1'10
Satélites 4	1'25	GPS ok
A posición móstrase no mapa	1'40

📸 ESA