GPS оповещение "для чайников"

Тема в разделе "FAQ", создана пользователем Passerby, 7 сен 2018.

  1. Как известно, на дорогах всё чаще и чаще встречаются радары (точнее, комплексы фотовидеофиксации), с принципом действия, основанным не на излучении-отражении радиосигнала, а обрабатывающих видеоряд с камеры и, поэтому, не поддающихся обнаружению обычным радар-детектором.
    Поскольку, по ряду причин, это преимущественно стационарно установленные комплексы, места их расположения достаточно быстро становятся известны, координаты попадают в пополняемые и корректируемые пользователями базы данных и эта информация используется всеми современными детекторами для возможности заблаговременного оповещения о приближении к опасному для кошелька месту.

    Тем не менее, несмотря на декларируемую высочайшую точность определения положения на местности с использованием GPS навигации, на форуме регулярно задаются вопросы вида "а почему он мне говорит про радар, стоящий на соседней улице?", либо, вообще, примерно такое:
    Желающие ознакомиться с причинами подобного несколько подробнее, могут самостоятельно начать делать это, например, с вот таких документов: http://www2.unb.ca/gge/Resources/gpsworld.april97.pdf , Precision Farming Tools: Global Positioning System (GPS) , https://www.fig.net/resources/monthly_articles/2007/august_2007/august_2007_schwieger.pdf , https://www.fs.fed.us/t-d/pubs/pdfpubs/pdf04712307/pdf04712307dpi300.pdf и им аналогичным. Здесь же будут кратко описаны и проиллюстрированы основные моменты.

    Во-первых, все цифры для рекламных материалов производителей GPS приёмников приводятся для идеальных условий "чистополья" (или, по импортному, "free horizon"), где нет никаких помех, а сам приёмник сигнала надёжно зафиксирован на одном месте. И даже в этом случае координаты, определяемые с его помощью в течение некоторого времени выглядят примерно вот так:

    upload_2018-9-7_17-21-38.png

    Кстати, несложно догадаться, что изменение измеряемого местоположения на 1 метр в течение секунды придаёт надёжно зафиксированному устройству "скорость" в 3,6 км\ч. Ну и далее - пропорционально.

    В реальности же условия работы ощутимо отличаются от идеальных и описываются термином "MultiPath", когда один и тот же сигнал с одного и того же спутника попадает в приёмник разными путями:

    upload_2018-9-7_17-28-22.png

    Разумеется, существуют способы, позволяющие корректировать ошибки, вызываемые подобным эффектом и повысить точность позиционирования (другими словами, его аккуратность - Accuracy).
    Но, как всегда, есть нюансы. В таблице ниже можно увидеть, как эта точность коррелирует со стоимостью оборудования для её достижения разными способами:

    upload_2018-9-7_17-37-18.png

    Первая строка - сугубо бытовые устройства (к которым относятся и РД), без всякой коррекции.
    Третью и четвертую, по вполне понятным причинам, тут рассматривать смысла не имеет.
    Вторая в списке, относительно дешевая технология, которая с развитием электроники начинала потихоньку внедряться и в более дешевом бытовом сегменте:
    upload_2018-9-7_17-59-16.png
    уже 4 года как на территории РФ недоступна. Впрочем, некоторое приближение к ней даёт использование комбинированных приёмников GPS-ГЛОНАСС.

    Также, некоторый положительный эффект создаёт более высокая чувствительность современных приёмников, но... Давайте рассмотрим на конкретном примере. В таблице ниже приведены результаты измерения точности трёх различных приёмников (с примерно одинаковой чувствительностью) в трёх различных ситуациях (нас, конечно, больше интересуют отклонения по горизонтали RMS horizont):

    upload_2018-9-7_18-36-47.png

    Сценарии, при которых производились измерения, описываются следующей картинкой:

    upload_2018-9-7_19-23-18.png

    Т.е. последний сценарий (indoor) максимально приближен к условию расположения детектора в автомобиле. И, чем ближе устройство будет находиться к экранирующей сигнал спутников металлической крыше, тем дольше оно будет стартовать при включении и тем большую погрешность давать в ходе работы.

    Итого, как видим в результате, координаты, получаемые от GPS приёмника в РД, легко способны гулять на +\- 50 метров относительно реального положения (и легко давать "скорость" в 3-4 км\ч).
    И это - в случае неподвижного приёмника, в случае его перемещения и, тем более, смене направления движения, учитывать влияние того самого multipath, который начинает динамически изменяться, становится ещё сложнее.

    В этом смысле достаточно показательно отображение записанных различными устройствами своих треков движения на OSM картах: простой случай и несколько более весёлый. И в том и в другом - на карте отмечено место реальной установки комплекса ФВФ.

    Соответственно, поскольку GPS приёмник лишь выдаёт с заданной периодичностью рассчитываемые им таким образом координаты \ скорость, встаёт вопрос учёта и корректировки такого разброса\отклонений.

    В системах навигации с подгружаемыми картами зачастую используется вычисление разницы в координатах, получаемых от приёмника с координатами ближайшей дороги на карте, с последующей динамической корректировкой. Думается, всем доводилось наблюдать на экране своё движение на каком-то расстоянии вдоль дороги с последующим скачком на неё.

    В случае с РД - такой карты просто нет и сравнивать приходится две координаты - прописанную в базе с полученным от приёмника текущим местоположением. Понятно, что вероятность их точного совпадения стремится к нулю. Единственно возможным вариантом в таком случае становится анализ попадания текущих координат в окружность с центром в точке, указанной в базе и с заданным где-то в прошивке устройства радиусом.
    При этом возникает дилемма: если задать этот радиус мЕньшим, чем возможная погрешность у приёмника - рано или поздно будет получен пропуск оповещения. Если задать его слишком большим - начнутся ложные оповещения с параллельных дорог.

    Но это уже нюансы алгоритмов оповещения и описания расположения радаров, имеющая свою специфику для каждого из производителей (реальных, разумеется, а не их местных инкарнаций), которые тут рассматривать не будем.
    Потом. Если захочешь. (с)
     
    • Полезно! Полезно! x 8
    • Нравится Нравится x 2

Поделиться этой страницей

Рейтинг@Mail.ru
Время:
0,1163 сек.
Память:
6,255 МБ
Запросов к БД:
18