Личный кабинет



(495) 780-62-42

Точность определения местоположения и точность отслеживания маршрутов

Что такое точность применительно к системам спутникового мониторинга?

Под точностью обычно понимают точность определения координат (местоположения) объекта. Для гражданских систем слежения за автомобилем общего назначения на основе GPS эта точность составляет около 3 м, для систем на основе ГЛОНАСС заявленная точность — около 5 м. Но о чем говорят эти цифры и какое реально они имеют значение применительно к задаче отслеживания транспорта? Что вообще означают эти цифры?

Автотранспортные предприятия обычно оперируют понятиями «пробег», «путевой лист», «расход бензина». Попробуем разобраться в практическом значении цифр «точности» и том, как они влияют на конечные данные, важные пользователю.

Как работает определение местоположения с помощью спутников

Постараемся вычленить смысл, оставив подробности в стороне (при этом описание не совсем корректно технически, но суть от этого не меняется).

Вокруг Земли вращаются спутники, которые постоянно посылают сигналы. При этом положение спутников можно вычислить. Если в одной точке поймать сигналы от нескольких спутников, то, зная скорость света можно вычислить расстояние до каждого, а, значит и местоположение этой точки. При этом за 1 миллионную часть секунды свет проходит расстояние в 300 м, то есть для обеспечения точности 3м необходимо оперировать величинами времени около 0,00000003 с. Формально для определения точного местоположения достаточно трех спутников. Но из-за погрешностей «часов» каждого спутника, искажений и отражений сигналов, для качественного определения местоположения требуется минимум 4, а фактически — 7-8 спутников.

Вычисление местоположения осуществляется непосредственно в приемнике и состоит из следующих этапов:

1. Прием сигналов со спутников. Чем чувствительнее приемник и лучше антенна, тем больше сигналов от спутников мы получим.

2. Выделение из этих сигналов расстояния до спутников. Здесь работает «первый эшелон» приемника — корреляторы и программное обеспечение производителя чипа приемника.

3. Вычисление координат приемника. Работает «процессор» приемника и опять же программа, для него написанная.

В результате на выходе «чипа» приемника появляется строка информации о координатах приемника, его высоте, скорости, количестве спутников, на основе которых получены эти сведения и условная величина — «степень недоверия», то есть насколько можно быть уверенным в этих данных.

На этом работа непосредственно чипа GPS (или ГЛОНАСС) заканчивается. Далее полученные строки обрабатываются процессором уже непосредственно конечного устройства (будь то навигатор, телефон или трекер).

Проблемы в определении местоположения

Теперь представим, что наш приемник находится не в чистом поле, где можно говорить о заявленных точностях, а в городе, между домами и автомобилями. В этом случае наш приемник принимает не столько прямые сигналы от спутников, сколько отраженные. Получается, что путь сигналов от спутников увеличивается на «расстояние до того дома и обратно», что автоматически приводит к «прыжку» автомобиля на 50-100 м. Задача приемника — определить, что это не прыжок, а ошибка данных.

В условиях реальной эксплуатации точность определения координат очень далека от заявленной и зависит как от чувствительности приемника, так и качества обработки полученных данных. А качество обработки данных зависит, прежде всего, от опыта и наработок производителей оборудования. Это, в частности, объясняет почему точность системы ГЛОНАСС значительно уступает системе GPS. Производители систем GPS давно прошли время «детских болезней», более 30 лет отрабатывая как оборудование, так и программное обеспечение приемников. Этот путь еще предстоит пройти разработчикам ГЛОНАСС решений. 10 лет назад качество определения координат приениками GPS оставляло желать лучшего, а сейчас даже приемники в мобильных телефонах вполне работоспособны. Системы ГЛОНАСС в настоящее время соответствуют системам GPS 10-летней давности, но разрыв, несомненно, будет сокращаться. Очень важно понимать, что 80 % в качестве определения координат обеспечивает именно программное обеспечение приемников. Именно оно составляет основную стоимость оборудования.

Точность определения местоположения и точность отслеживания маршрута

Любая, даже самая совершенная система определения местоположения дает сбои. Ну и что? На вопрос «какая точность определения местоположения вас устроит» 99% пользователей ответят «20-30 м». Действительно, какая разница, машина стоит около подъезда или около дома? Но если поставить вопрос по-другому — «с какой точностью вас устроит определение пробега автомобиля за месяц», то ответы будут максимум «погрешность до 5%». Логично, так как при ежемесячном пробеге каждого автомобиля 10 тыс. км 5 % соответствуют 500 км (и для парка даже в 10 автомобилей дадут недосдачу по топливу порядка 20-30 тыс. р.).

То есть нам важно не просто правильно определить текущее местоположение, а правильно сложить множество точек в маршрут, выбрав правильные и отбросив вызывающие сомнение. Это выполняется как непосредственно в приемнике, так и на сервере системы мониторинга. Ведь анализируя данные всего маршрута, можно более точно его построить.

Оборудование и точность

При выборе основного устройства, используемого в системе Track Record, было протестированы большинство оборудования, представленного на рынке. В результате фактически единственным пригодным для использования в системах слежения за транспортом был признан модем Genloc31e французской фирмы Erco&Gener, работающей в области GPS более 20 лет. Это был нелегкий выбор, так как эти модемы не являются законченными устройствами, предназначенными для систем мониторинга и, соответственно, не имеют требуемого для этих систем функционала. Тем не менее, результаты опытной эксплуатации данных устройств настолько разительно отличались от всех остальных, что было принято решение взять за основу именно эти модемы и разрабатывать собственное программное обеспечение для реализации всех необходимых функций, несмотря на связанное с этим значительное увеличение стоимости разработки системы. В результате совместно с французской стороной нашими специалистами было разработано программное обеспечение, позволяющее максимально эффективно использовать все преимущества GPS-оборудования Erco&Gener применительно к системам спутникового мониторинга автотранспорта.

Таким образом, используя передовое оборудование и разработав для него оригинальные алгоритмы, нам удалось достичь погрешности отслеживания маршрутов менее 1-3 %, что является лучшим показателем из существующих систем мониторинга общего пользования.

Партнеры

ООО "АлгоРитм" Московская обл., г. Железнодорожный, ул. Южная, д.1