Как работает отслеживание местоположения на вашем смартфоне

Геолокация в мобильных устройствах — это функция, которая позволяет определять наше местоположение, что необходимо для корректной работы многих приложений. Эта функция используется, когда мы следим за человеком или автомобилем в режиме онлайн, строим маршрут или вызываем такси. Геолокация на телефоне применяется не только для индивидуальных целей — ее с большим успехом задействуют и в бизнес-сервисах. Геолокационные системы в гаджетах работают по определенным принципам, которые зависят от разных факторов. В этой статье я подробно расскажу о работе геолокации в смартфоне, и постараюсь объяснить доступным языком.

Принцип работы GPS в телефоне

Система спутникового позиционирования в настоящее время является самым надежным способом, позволяющий определить ваше местоположение. Спутники непрерывно отправляют сигналы о собственных координатах и времени. Эти радиосигналы являются ключевыми, благодаря ним и определяется месторасположение. В мобильных устройствах за надежную работу навигации отвечает GPS-модуль, который может улавливать спутниковые радиосигналы и вычислять координаты.

1. Трилатерация является основой работы геолокационной системы через GPS. Это математическая техника подхода, позволяющая определить местоположение, высоту и скорость объекта.
2. Ваш гаджет получает спутниковые координаты, рассчитывает время, необходимое для прохождения сигнала, и с учетом принятых данных находит месторасположение объекта.
3. Информация, полученная от одного спутника, позволяет вычислить приблизительную геолокацию объекта в огромной круговой зоне на поверхности планеты.
4. Использование второго спутника помогает ограничить местонахождение объекта до области, где пересекаются две зоны, полученные от спутников.
5. С помощью третьего спутника точность геолокации можно установить в пределах 10-20 м, в то время как четвертый спутник позволяет добиться точности до 2-3 м.

Принципы работы российской системы ГЛОНАСС и американской GPS схожи. Обычно они применяются совместно для повышения точности позиционирования до 10 см. Помимо систем глобальной навигации существуют Beidou (Китай) и Galileo (ЕС).

Скорость вычисления координат объекта по GPS

Время получения спутниковых данных варьируется в зависимости от того, как долго GPS-модуль в телефоне не был задействован. Эфемериды и альманахи — это термины для обозначения двух типов координатной информации, получаемой от спутников. Альманах содержит общую информацию об орбитальных параметрах всех спутников. Вся информация, пусть и не с высокой точностью, остается актуальной в течение длительного времени. Эфемерида об актуальном положении спутника предоставляет высокоточные координаты, с обновлением информации каждые 30 секунд, при этом актуальность данных сохраняется в течение 30 минут.

Если вы больше, чем на полчаса отключили GPS-модуль, а затем снова включили устройство, происходит «холодный старт». В этом случае вашему гаджету необходимо отыскать спутники, опираясь на информацию из альманаха, что по времени может занять до 15 минут. Термин «теплый старт» относится к ситуации, когда устарели только эфемериды. Старт по вычислению геолокации занимает примерно 60 секунд. В случае «горячего старта», когда GPS-модуль отключен на несколько минут, и эфемериды остаются актуальными, обновление данных осуществляется за несколько секунд.

Отмечу: когда имеется к интернету через мобильную связь, то период «холодного старта» уменьшается до 10-30 секунд.

Геолокация телефона с мобильной связью

Поскольку для нахождения координат объекта с помощью GPS задействованы радиосигналы, данный способ оказывается неэффективным под землей и в толстостенных помещениях. Чем плотнее для радиосигнала препятствие, тем труднее его преодоление. Чтобы определить геолокацию в закрытых помещениях, таких как бетонные сооружения, метро, паркинги, чтобы отслеживать выездных сотрудников и контролировать транспортные средства, задействуют геолокационные данные на мобильном устройстве с использованием сотовой связи.

Метод позиционирования с применением сотовых станций основан на принципах, схожих с трилатерацией. Телефон определяет местоположение, опираясь на координаты, которые передаются GSM-станциями сотовой связи. Когда ваш смартфон получает радиосигналы от трех сотовых вышек вместе с их координатами, он определяет время, необходимое для того, чтобы сигнал добрался до этих станций. На основании этой информации и рассчитывается текущая геолокация.

Подчеркну, что без GPS точное вычисление геолокации значительно ухудшается, поскольку находится в зависимости от плотного расположения основных сотовых вышек. В городских условиях точность достигает 30-100 м, тогда как на дорогах и в сельской местности часто составляет несколько километров.

Wi-Fi и Bluetooth для вычисления координат объекта

В телефоне для вычисления геолокации в густонаселенных местах, где сосредоточено множество зон доступа к беспроводной сети, применяются Wi-Fi и Bluetooth. Местоположение объекта определяется так: мобильный гаджет, используя встроенные в операционку смартфона алгоритмы, осуществляет сканирование ближайших точек доступа вай-фай и блютус, и измеряет силу их сигнала. Затем устройство подключается к онлайн-сервисам, где имеется база данных вай-фай-точек и их координат. Исходя из этих данных, гаджет и вычисляет свое текущее местоположение.

Существуют организации: Google, Apple, Microsoft и им подобные, у которых собственные базы Wi-Fi-точек и Bluetooth-маячков. Программы, интегрированные в мобильные гаджеты, обеспечивает актуальность этих данных.

Основное о геолокации в телефоне

Местоположение мобильного гаджета определяется с помощью комплекса алгоритмов. Если условия оптимальные, то одновременно задействованы сигналы сотовой связи, GPS, Wi-Fi и Bluetooth. Поэтому процесс определения геолокации значительно ускоряется. Большей частью современных гаджетов изначально поддерживаются все доступные технологии.

Приложения на телефоне, которые используют геолокацию, опираются на полученные данные и свои способы, чтобы обеспечить правильную работу сервисов:

1. Геолокационная система по GPS в телефоне работает благодаря встроенному модулю. Для вычисления геолокации от четырех спутников требуется сигнал, а дополнительные спутники помогают более точно установить координаты.
2. Если GPS-сигнал вне доступа, гаджет автоматически переходит на альтернативные варианты вычисления геолокации.
3. Чтобы определить местоположение с помощью сотовой связи, смартфону необходимо получать сигналы от трех основных вышек с учетом времени, за которое радиосигнал дойдет до устройства.
4. Определить координаты с помощью Wi-Fi возможно лишь в непосредственной близости от точек доступа, поэтому данный метод применяется преимущественно в густонаселенных местах.

Заключение

Геолокация в смартфонах — это интеграция различных технологий, где сочетается информация GPS, Wi-Fi и сотовых сетей. Каждая из систем позволяет точно определять ваше местоположение. Это открывает широкие возможности для навигации, социальных сетей и персонализированных услуг. Но будьте внимательными к вопросам безопасности и конфиденциальности личных данных.