Многие пользователи Android-смартфонов частенько жалуются на проблемы с GPS. Некоторые утверждают, что смартфону может потребоваться целая вечность, дабы определить их местоположение, а другие могут утверждать, что GPS и вовсе не работает.

Чаще всего с подобными проблемами сталкиваются пользователи, которые провели перепрошивку своего смартфона либо обладатели новеньких китайских гаджетов. Впрочем, некоторые люди отмечают, что у них проблемы с GPS возникают и на новых гаджетах от проверенных фирм.

В сегодняшней статье мы посмотрим с вами, по каким причинам может начать плохо работать GPS на смартфоне или перестать полностью функционировать, а также рассмотрим несколько решений для этих проблем.

Плохо работает/не работает GPS: причины проблемы

Ок, давайте поговорим о том, по каким причинам может плохо работать навигатор и GPS на Андроиде. На это существует несколько причин:

  • деактивированный модуль GPS;
  • отвратительная кастомная прошивка для смартфона;
  • поврежденный модуль GPS;
  • неподходящий Альманах GPS;

Перестал работать GPS на Андроиде? Попробуйте воспользоваться нижеуказанными рекомендациями!

Решения для проблем с GPS на Андроид

Активация GPS-модуля

Итак, давайте начнем с самого простого решения, до которого вы, вероятно, уже и сами дошли. Перед использованием навигатора на своем смартфоне не забудьте активировать модуль GPS. При запуске некоторых навигаторов данный модуль может активировать автоматически, тем не менее в некоторых случаях пользователю требуется сделать это самостоятельно. Убедитесь, что GPS-модуль активирован и снова попробуйте воспользоваться навигацией.

Смена прошивки

Однако, что делать, если этот модуль вроде как функционирует, но геолокация все равно не работает? Если вы недавно перепрошивали своей смартфон, то причина как раз может заключаться в прошивке. Почитайте отзывы других пользователей об этой версии прошивки и узнайте, есть ли у них похожие проблемы. Поставьте на смартфон какую-то проверенную Android-прошивку, где нормально работает GPS.

Перезапись Альманаха

Но что же делать, если GPS-модуль работает и вы не перепрошивали свое устройство? Как мы упоминали в причинах, на плохо работающий GPS зачастую жалуются владельцы китайский смартфонов. К примеру, в сети можно найти множество пользователей смартфонов Meizu с подобной проблемой. Давайте предположим, что у вас примерно такой же аппарат.

Причина проблем с GPS в китайских смартфонах заключает в том, что в них зачастую прописан неактуальный Альманах для нашего полушария. Альманах – это один из типов данных, передаваемым GPS-спутником, в которых содержатся параметры орбит всех других спутников. Чтобы устранить проблему с GPS в таком случае, вам потребуется переписать Альманах. Сделать это можно, придерживаясь следующих шагов:

  • активируйте в настройках своего смартфона A-GPS, а затем GPS;
  • далее войдите в инженерное меню Android, введя в меню набора номера код *#*#4636#*#*;

Заметка: если указанный секретный код не сработает, то вам потребуется узнать код для своего смартфона в Интернете. Обладателям смартфонов с процессором MTK так и вообще потребуется использовать утилиту MobileuncleTools.

Заметка: если появляются, то теория с неправильным Альманахом подтвердилась и вы можете продолжать следовать нижеуказанным шагам.

Заметка: как раз это действие обеспечит запись нового Альманаха, соответствующего вашему региону.

Проблема с Альманахом должна была разрешена. Мы надеемся, что вы поняли, почему на вашем Android-смартфоне не работала навигация и вы скорректировали работу своего GPS-модуля. Ну а если вы попытались придерживаться всех вышеуказанных рекомендаций, но проблема с навигацией так и не была устранена, то мы советуем обратиться вам в ближайший сервисный центр, так как ваш GPS-модуль мог выйти из строя.

Датчик GPS на вашем смартфоне необходим для использования навигационных приложений и сервисов, таких как Google Maps. Тем не менее, иногда сигнал GPS может работать некорректно. И если речь идет не о поломке оборудования (что бывает крайне редко), то вам вполне по силам починить смартфон и улучшить точность позиционирования GPS на Android-смартфоне.

GPS — очень удобная вещь, без которой сложно представить любой современный гаджет

Что такое GPS?

Полезно понять, как работает GPS и оптимизировать его функциональность, давайте сначала разберемся, что это такое. GPS расшифровывается как «глобальная система позиционирования» и была она разработана армией США в 1973 году. Но уже в восьмидесятых годах технология стала доступна для гражданских. На орбите Земли имеется глобальная сеть спутников по связи с которыми и вычисляются координаты. Достаточно, чтобы передатчик сигнала находился в зоне покрытия 3 спутников единовременно. Первоначально GPS имел связь с 24 спутниками, но теперь на орбите находится 31 действующий спутник GPS. Любой гаджет взаимодействует с этими спутниками через модуль GPS. Антенна подключается через драйвер к программному обеспечению. Это означает, что есть три основных источника, из-за которых могут возникнуть проблемы с GPS:

  • Количество GPS-спутников в текущем местоположении
  • Качество работы GPS-антенны на смартфоне
  • Работа драйвера в операционной системе

Улучшите точность определения местоположения

Чтобы получить наилучший сигнал, вы должны быть готовы «подарить» модулю GPS немного больше заряда батареи, чем обычно. Это необходимая жертва, на которую иногда стоит пойти. При этом вы всегда можете отменить эту опцию в будущем. Перейдите в «Настройки», далее в «Настройки местоположения». В этом разделе вам нужно перейти к пункту «Расширенные настройки» и выбрать пункт «Улучшение точности позиционирования». Также неплохо было бы включить Wi-Fi для того, чтобы точки доступа также улучшали определение вашего места на карте. А вы часто пользуетесь GPS-навигаторами? Расскажите об этом в нашем чате в Телеграм.

Произведите повторную калибровку GPS

Если вы подозреваете, что ваш сигнал GPS работает некорректно, вы можете его перекалибровать. Для этого вам понадобится приложение Компас. Некоторые телефоны имеют его предустановленную версию. Но если вдруг по каким-либо причинам вы его удалили, то вам нужно скачать его из магазина Google Play. В самой программе есть специальная опция по калибровке GPS. Просто запустите ее.

Узнайте, связаны ли ваши проблемы с аппаратным или программным обеспечением GPS

Найти проблему — значит наполовину решить ее

Для этого отлично подойдет приложение GPS Essentials. Оно позволяет производить диагностику всех параметров, связанных с работой навигационного модуля, а также дает возможность после выявления починить то, что работает не верно. Конечно, если проблема не носит аппаратный характер.

Обновите GPS-данные

Довольно подробная статистика. Не находите?

Иногда ваше устройство может «застрять» на некоторых спутниках GPS. Даже если они уже не находятся в пределах досягаемости, в результате чего модуль и не работает должным образом. Чтобы исправить это, вы можете использовать приложение GPS Status & Toolbox. Оно просто очищает ваши данные GPS и начинает подключение к спутникам заново.

Новости, статьи и анонсы публикаций

Свободное общение и обсуждение материалов

Тим Кук

Часто у нас на сайте и в Telegram-чате можно встретить не очень понятную лично для меня реакцию пользователей. Стоит только написать что-то про Apple, выпустить статью с ее названием в заголовке или просто вспомнить iPhone по тексту, так у них сразу начинает, что называется, подгорать. Я долго думал, почему так происходит, и что вообще заставляет людей вспоминать проблемы компании, ее политику и даже самого Тима Кука, сами понимаете в каком ключе. При этом логика подсказывает, что это просто телефон, который есть и ладно. Не нравится он тебе — не покупай его. Нравится — купи и можешь даже доказывать всем, что он хороший. Не понятно только то, почему он вызывает такую реакцию, когда он вообще не является ключевой темой статьи. А между тем, за то, что Apple есть, ее надо благодарить. И я говорю не про то, что она выпустила первый современный смартфон.

Как вы защищаете свой смартфон? Наверное, так же, как и все – с помощью пароля. Но поскольку вводить его каждый раз не очень удобно, как правило, для разблокировки мы используем биометрию. Для большинства устройств – это отпечатки пальцев, но иногда для той же цели могут использоваться лицо или, например, радужная оболочка глаз. Считается, что такой способ аутентификации наиболее надёжный, ведь если пароль можно потерять, то отпечаток или глаз – нет. Другое дело, что что это не всегда так безопасно, как принято думать, особенно в в экстренной ситуации.

Сертифицированный смартфон

Недавно стало известно, что Google планирует запретить использовать приложение «Сообщения» на несертифицированных Android-смартфонах. Многие восприняли эту новость с явным неодобрением. Ведь это значит, что теперь определённая группа пользователей лишится доступа к приложению, которым они привыкли пользоваться, и либо не смогут отправлять сообщения вообще, либо будут вынуждены пересаживаться на альтернативные решения. Но, как я вижу, люди попросту не понимают, что именно означает термин «несертифицированный смартфон». Разбираемся.

Советы и рекомендации по настройке GPS на Андроиде. Пошаговая инструкция. Приложение для тестирования GPS

Сегодня во всех моделях android смартфонов и планшетов предусмотрены навигационные модули. Говоря о навигации, мы подразумеваем способность устройства обнаруживать свое местонахождение с помощью сигналов от спутников GPS. Это позволяет использовать программы типа navigator, с помощью которых прокладываются оптимальные маршруты по пути следования.

Сегодня существует широкий выбор программ для android устройств, которые выполняют функции навигатора. Ниже мы детально остановимся на том, как правильно включить GPS модуль, настроить его и проверить работоспособность, чтобы впоследствии ваш android-навигатор работал максимально точно. Конечно, можно обойтись и без дополнительных настроек. Современные андроид устройства полностью адаптированы для работы, и чтобы использовать планшет или смартфон как навигатор, достаточно запустить соответствующее приложение. Но если потратить несколько минут и настроить работу модуля GPS, то вы сможете более экономно использовать заряд батареи, и, в общем, получите лучший результат работы android приложения.

Смартфоны Wileyfox

Для начала сделаем небольшой обзор смартфона Wileyfox Swift 2 Plus. Это мощный, современный аппарат с привлекательным стильным дизайном и чрезвычайно доступной ценой. Бренд Wileyfox появился на рынке в октябре 2021 года. Его продукция сразу привлекла внимание пользователей и экспертов. Чтобы добиться такого успеха, компания обеспечила своим моделям ряд существенных преимуществ: ·

  • Режим работы с двумя сим-картами
  • Работа в сетях 4G LTE
  • Оригинальная версия ОС Андроид – прошивка Cyanogen OS
  • Качественные материалы и комплектующие
  • Стильный современный дизайн
  • Высокая производительность
  • Привлекательная цена.

Продукция бренда была по достоинству оценена и в экспертной среде. Так, в декабре 2021 года модель Wileyfox Swift по мнению журнала Forbes становится смартфоном года. Через два месяца компания Wileyfox завоевала первое место престижной британской премии Mobile News Awards-2016 в номинации Challenger manufacturer of the year. А в октябре 2016 года Wileyfox Spark+ становится лучшим выбором среди смартфонов до 10 тысяч рублей по версии авторитетного интернет ресурса Hi-Tech Mail.ru.

Wileyfox Swift 2 Plus

Модель смартфона получила чрезвычайно стильный и удобный тонкий корпус из алюминиевого сплава. Это сделало его легким, удобным в работе и очень прочным. Wileyfox Swift 2 Plus построен на базе производительного и мощного 8-ядерного процессора Snapdragon 430 MSM8937 на 64-битной архитектуре и с частотой в 1.4 ГГц. В качестве операционной системы используется оригинальная прошивка Cyanogen 13.1, в основе которой лежит OC Android 6.0.1. Аппарат получил 3 Гб оперативной и 32 Гб встроенной памяти (поддерживается работа с картами microSDXC объемом до 64 Гб).

Аппарат оснащен качественным изогнутым по краям 2.5D 5-дюймовым IPS HD дисплеем. Как и у большинства современных смартфонов имеется сканер отпечатков пальцев, технология NFC, модули GLONASS, GPS и A-GPS (что позволяет использовать устройство, как навигатор). Wileyfox Swift 2 Plus получил мощную основную камеру на 16 Мп и отличную 8-мегапиксельную фронтальную камеру. Аппаратно поддерживается технология быстрой зарядки Quick Charge 3.0.

Настраиваем работу GPS

Изначально нужно активировать модуль GPS вашего андроид устройства. Без этого программа навигатор не сможет точно определить местонахождение и корректно работать. Чтобы подключить модуль GPS, нужно в меню «Настройки» зайти в раздел «Местоположение» и выбрать один из предложенных вариантов подключения. Изначально андроид устройство настроено таким образом, чтобы определять местоположение по всем доступным каналам. Это сигнал от спутников GPS, данные сотовой сети, а также информация от сетей Wi-Fi и Bluetooth. Это позволяет с высокой точностью определять точку, в которой в данный момент находится android устройство. Однако высокая гарантированная точность геолокации приводит к увеличенному расходу энергии, и аккумулятор вашего андроид устройства сядет очень быстро.

Самый быстрый и экономный способ навигации – определение GPS координат по данным сотовой сети. При этом высока погрешность определения местоположения, и кроме того, при отсутствии связи с сетью вообще не сработает. Более точные данные можно получить от спутников GPS. Чтобы настроить оптимальный режим работы навигационных модулей и android приложений, оставьте включенными режимы определения координат по сигналу сотовой сети и по спутникам GPS.

Режим определения местоположения по данным сети использует данные, полученные от вышек связи сотового оператора, от сетей Wi-Fi и Bluetooth. Такой метод наиболее актуален при подключении android устройства к интернету. Без соединения с интернетом местоположение будет определяться исключительно по данным с вышек связи. А если вы находитесь на значительном удалении от ближайшей базовой станции, то точность определения координат будет весьма приблизительна.

При отсутствии соединения с интернетом для получения максимально точных координат лучше дополнительно использовать сигнал GPS спутников. Кстати, если использовать смартфон как навигатор, то некоторые приложения строят маршруты, опираясь на сигналы от спутников GPS. После того, как вы включили и настроили работу навигационных модулей вашего android устройства, можно проверить их работу. Для этого можно воспользоваться специальными бесплатными андроид приложениями. Помните – работа устройства с GPS сигналами эффективней всего на открытом пространстве. Для их проверки и тестирования лучше выйдите на улицу.

GPS Test

Если ваш навигатор в андроид устройстве работает нестабильно, проверьте при помощи данного приложения качество приема модулем GPS сигнала спутников. Поддерживается работа всех распространенных систем геолокации (GPS, ГЛОНАСС, GALILEO, SBAS, Beidou и QZSS satellites). Интерфейс приложения представлен шестью информационными экранами, на которых пользователю предоставляется вся нужная информация:

  • Сигнал спутников GPS в виде диаграммы, показывающей уровень сигнала от каждого спутника, принимаемого устройством. Также показывается информация о состоянии сети.
  • Экран, демонстрирующий текущее местоположение спутников.
  • Точные координаты устройства.Приложение показывает, как сами координаты, так и точку на карте мира. Кроме этого на данном экране можно увидеть границу между днем и ночью на планете. Эта опция вполне может быть использована, как навигатор.
  • Компас – еще один функциональный экран приложения.
  • Экран, демонстрирующий скорость движения, его направление и высоту над уровнем моря.
  • Экран с данными о времени: текущий часовой пояс, данные по восходу и заходу солнца и т.д.

Стоит подчеркнуть, что это одно из наиболее скачиваемых android приложений. Его преимуществом является то, что GPS Test можно использовать, как простейший навигатор. К недостаткам можно отнести отсутствие меню на русском языке. Однако интуитивная простота интерфейса позволяет не замечать этого неудобства.

AndroiTS GPS Test Free

Приложение разработано специально для android устройств, оснащенных навигационными модулями. С помощью программы можно провести полный тест работы GPS модулей, или использовать ее как простейший навигатор – определить свое местоположение. Чтобы приложение работало корректно, необходимо выйти из здания на открытое пространство. Android приложение поддерживает работу со всеми современными навигационными системами.

Заключение

Чтобы приложение-навигатор в вашем android устройстве работало максимально точно и корректно, важно правильно настроить работу GPS модулей. Также стоит скачать одно из приложений для тестирования работы навигационных функций смартфона. Кроме всего, эти приложения можно использовать и как простейший навигатор – они быстро и точно определят ваше местонахождение.

Эта статья должна была стать ответом на один из самых распространенных вопросов касательно новых смартфонов Xiaomi с их загадочной поддержкой двойного или двухчастотного (L1+L5) GPS. Но в процессе исследования вместо ясных ответов стали появляться лишь новые вопросы.

Как оказалось, многие производители также устанавливают на свои смартфоны самые современные GPS-приемники, способные в теории определять местоположение пользователя с точностью до 30 сантиметров. Однако эта возможность не только не афишируется, но даже скрывается!

Что же такое двухчастотный (двойной) GPS на смартфонах от Xiaomi и других брендов, почему эти смартфоны работают с точностью обычных смартфонов, как вообще работает GPS и что влияет на точность позиционирования — обо всем этом мы и поговорим дальше.

Как и все наши статьи из серии «Как это работает?», текущий материал будет написан максимально простым языком с рядом упрощений, чтобы даже самый неподготовленный читатель смог разобраться в теме.

Как работает GPS на любом смартфоне?

Прежде, чем обсуждать двухчастотный GPS, давайте поговорим о том, как вообще смартфон определяет свое местоположение.

Естественно, делает он это благодаря сигналу от спутников, летающих в космосе на высоте примерно в 20,000 км от земли. Чтобы лучше осознать, где именно они находятся, посмотрите следующую иллюстрацию:

расстояние от земли до GPS-спутников и луны

GPS-модуль в смартфоне — это приемник, не способный передавать сигналы. Другими словами, с помощью GPS-модуля смартфон даже теоретически не может секретно отправлять ваши координаты в Google или другие заинтересованные организации. Делает он это через интернет.

Но каким образом это маленькое устройство может определить, где оно сейчас находится, только принимая радиосигнал?

Давайте рассмотрим простой пример. Представьте, что вам нужно определить координаты человека, зная только одну единственную информацию — он находится в 200 км от радиовышки А:

GPS-локация по одному сигналу

Это невыполнимая задача! Фактически, человек может быть где угодно в радиусе 200 км от вышки. Да, мы точно знаем, что он не дальше и не ближе, но от этого не легче, ведь количество вариантов очень большое. Мы можем просто начертить круг и наш человек может оказаться в любой точке этой окружности:

GPS-локация по одному сигналу

Теперь у нас появляется дополнительная информация. Оказывается, человек находится также в 145 км от радиовышки Б. То есть, он может также быть где-угодно в радиусе 145 км от этого места. Но теперь из бесконечного количества вариантов, у нас появляется только два возможных — на пересечении двух окружностей:

GPS-локация по двум сигналам

Если мы возьмем любую другую точку, кроме этих двух, она не будет отвечать главному требованию — чтобы человек одновременно находился в 200 км от радиовышки А и в 145 км от радиовышки Б.

Что же нам остается сделать, чтобы со 100%-ной точностью указать местоположение? В принципе, ничего! Вспомним, что речь идет о GPS-навигации и вместо радиовышек у нас GPS-спутники в космосе. И теперь задачу можно считать решенной. Дело в том, что только одна из этих двух точек пересечения имеет смысл, так как вторая будет находиться в неправдоподобном месте (высоко в космосе):

GPS-навигация по двум сигналам в космосе

Второе пересечение находится гораздо выше уровня земли

Просто мы рассматриваем двухмерный пример и в нем есть только 2 координаты: X (влево-право) и Y (вверх-вниз). Когда мы узнали координаты двух пересечений, у одного из них координата Y (вверх-вниз) оказалась слишком высокой, поэтому с уверенностью выбираем второе пересечение и рисуем на нашей двухмерной карте точную позицию человека.

Но так как мы живем в трехмерном мире, добавляется третья неизвестная координата Z (вперед-назад). Поэтому, нам нужно не два спутника, а уже три. Однако принцип остается тот же, только пересекаться будут 3 сферы, а не 2 круга. В итоге, такое пересечение 3 сфер также приведет нас только к двум точкам, одна из которых будет находиться в космосе.

Расстояние от смартфона до GPS-спутника

Только что мы рассмотрели упрощенную модель того, как смартфон определяет свое местоположение по 3 GPS-спутникам, зная расстояние до каждого из них. Вот только есть одна проблема: откуда смартфон знает расстояние до каждого спутника в любой точке мира? Ведь он лишь принимает сигнал, но откуда ему знать, на каком расстоянии находится тот или иной спутник?

В теории, узнать расстояние от смартфона до спутника — это задачка для детей 5 класса. Помните этот «автомобиль, который выехал из точки А в точку Б и двигался 2 часа…»? Если мы знаем скорость автомобиля и время в пути, тогда просто умножаем одно на другое и получаем расстояние: 100 км/час * 2 часа = 200 км.

В нашем случае, в качестве «автомобиля» выступает электромагнитная волна, излучаемая спутником и «перевозящая» определенную информацию. Точка А — это GPS-спутник, точка Б — смартфон. Скорость волны известна, ведь радиоволны распространяются со скоростью света или

GPS-сигнал со скоростью света

Получается, чтобы «нарисовать» окружности, как в рассмотренных примерах, нужно определить расстояние до нескольких спутников. А для этого мы умножаем скорость света на время, за которое сигнал дошел до смартфона и готово!

Но теперь появляется еще одна проблема — откуда мы можем знать, сколько времени летел сигнал от спутника до смартфона? Мы ведь точно знаем только скорость света, а расстояние и время — нет.

Предположим, что GPS-спутник непосредственно в сам сигнал записывает время, когда он был послан (как известно, с помощью радиоволн можно переносить любую информацию). Теперь принимаем на смартфоне этот сигнал и смотрим текущее время. По идее, оно должно немножко отличаться от закодированного времени. А эта разница и будет временем полета. То есть, если сигнал был отправлен в 12:00:00, а получен в 12:00:05, значит он летел 5 секунд.

И когда, казалось бы, все вопросы решены и осталось подставить числа в уравнение, появляется новая «неразрешимая» проблема — с чего мы взяли, что часы на смартфоне и часы на GPS-спутнике работают синхронно (всегда показывают идентичное время до микросекунд)?

Ведь если часы на смартфоне отстают или спешат от часов на спутнике всего на 1 секунду, тогда с учетом сумасшедшей скорости сигнала, наше местоположение будет определяться с погрешностью в

300 тысяч километров. Другими словами, с такой погрешностью мы можем оказаться либо возле Эйфелевой башни, либо на луне.

разница в 1 секунду с GPS-сигналом

Что касается часов GPS-спутника, здесь проблем быть не должно, так как на спутнике используются самые точные в мире атомные часы, да еще и несколько штук сразу! Если быть более конкретным, точность таких часов составляет примерно +/- 1 секунда в 300 миллионов лет.

Минутка занимательной физики или причем здесь Эйнштейн?

Единственная проблема — такие часы идут не совсем «точно» по отношению к нам, людям на земле. Дело в том, что GPS-спутники летят по орбитам земли с огромной скоростью — около 14 тыс. км/час и за сутки облетают землю дважды. Согласно специальной теории относительности Эйнштейна, время является относительной величиной и оно замедляется при такой скорости. Соответственно, наши суперточные часы «отстают» на 7 микросекунд в сутки по сравнению с тем, как если бы они шли на земле.

Но еще есть и общая теория относительности Эйнштейна, согласно которой, чем слабее гравитация, тем быстрее идет время. А так как спутники находятся достаточно далеко от земли (то есть, гравитация намного слабее), то и время там идет на целых 45 микросекунд быстрее!

Если сложить эти неточности, получится, что атомные часы спешат на 38 микросекунд в сутки. Казалось бы, пустяки! Но с учетом скорости света, при такой неточности накапливалась бы погрешность навигации в +11 километров каждый день!

Решили эту проблему очень просто. Атомные часы на земле настроили так, чтобы они отставали на 38 микросекунд. И когда такие «немножко сломанные» часы отправятся на орбиту и наберут нужную скорость, то снова начнут спешить на те самые 38 микросекунд, исправив отставание.

Нам не нужно синхронизировать часы смартфона по GPS

Так что же делать со смартфоном? Использовать атомные часы — слишком дорогое удовольствие (цены на эти устройства начинаются от $50 тысяч), да и громоздкое очень.

Решение снова оказалось элементарным — нужно вообще игнорировать синхронизацию и точное время на смартфоне, а вместо этого просто использовать еще один дополнительный спутник.

Чтобы было проще понять, как дополнительный спутник решает эту проблему, вернемся в наш двухмерный пример с двумя спутниками. Для решения проблемы синхронизации часов, добавим третий спутник (его сигнал изображен красным цветом). И теперь посмотрим, как совпали все 3 сигнала в одной точке. Только давайте вместо расстояния запишем время, за которое долетает сигнал (в реальности, конечно же, это время гораздо короче):

третий GPS-спутник для корректировки времени

Как видим, ничего не изменилось. Все три окружности по-прежнему пересекаются в одной точке, изображенной зеленым цветом. Это и есть наше реальное местоположение, которое должен определить смартфон.

Но что будет, если часы на смартфоне спешат на 1 секунду относительно атомных часов на GPS-спутниках и даже не догадываются об этом? Тогда вместо трех, четырех и двух секунд мы получим 4, 5 и 3 секунды соответственно. В этом случае все круги уже не пересекутся в одной точке (светлым цветом показаны предыдущие правильные расстояния):

как влияет время на точность GPS-сигнала

Как видим, в красной точке пересеклись только две окружности, а третий сигнал ушел куда-то в сторону. Все из-за того, что время на смартфоне расходится на секунду со временем на спутниках. Соответственно, все 3 расстояния до спутников высчитаны с ошибкой. Такие неточные расстояния называются псевдодальностями.

Просчитав все координаты и пересечения с учетом псевдодальностей, смартфон очень быстро понимает, что здесь что-то не то, так как все условные круги должны были пересекаться в одной точке. Ведь сигнал дошел со всех спутников, соответственно, смартфон находился в их поле зрения.

Значит, проблема с часами — они идут на смартфоне не синхронно со спутниками. Дело осталось за малым — откорректировать время. К примеру, если мы прибавим ко всем измерениям еще по 1 секунде — ошибка лишь усугубится, то есть, третья окружность еще сильнее отдалится от пересечения двух других. Значит, нужно убрать по 1 секунде. Убираем и теперь всё сошлось идеально. Вот теперь смартфон знает точное время на спутниках!

Конечно, смартфон не перебирает миллионы разных значений, подставляя и проверяя каждое из них. Он просто решает 3 уравнения с тремя неизвестными: X и Y (координаты смартфона в двухмерном пространстве), а также t (погрешность часов смартфона). Но если бы спутников было 2, мы бы не смогли определить погрешность часов ни геометрически (рисуя только две окружности, которые бы всегда пересекались), ни математически (пытаясь как-то решить два уравнения с тремя неизвестными).

И опять-таки, не забываем, что мы рассматривали для простоты двухмерный пример. В реальной жизни есть 3 координаты и соответственно нужны сигналы от 3 спутников, а для вычисления рассинхронизации часов смартфона и GPS дополнительно необходимо взять четвертый спутник (и уже легко решить четыре уравнения с четырьмя неизвестными).

Краткий итог

Теперь, точно зная время, за которое долетает GPS-сигнал, мы можем определить расстояние от смартфона до каждого конкретного спутника. Для этого нашему смартфону нужно видеть минимум 4 спутника, иначе он не сможет сделать поправку на время.

Именно по этой причине, количество и расположение спутников по орбитам таково, что в каждый момент времени в любой точке мира будут видны минимум 4 спутника.

Если смартфон получил сигнал с четырех спутников, тогда он легко определяет расстояние до каждого из них и вычисляет свои координаты по принципу, который мы рассмотрели в самом начале. Именно так и работает GPS.

Кое-что осталось «за кадром»

Дабы не перегружать материал, мне пришлось умолчать о многих вещах. Для самых пытливых читателей, я лишь вскользь их упомяну, но без подробных объяснений.

К примеру, как быть с тем фактом, что GPS-спутники не висят на одном месте, а постоянно находятся в движении? Или почему GPS-антенна в смартфоне такая маленькая, но без проблем принимает слабый сигнал от спутника? Ведь для спутникового телевидения мы используем огромные «тарелки», а здесь всего пара сантиметров внутри корпуса?

Дело в том, что радиосигнал от спутников несет определенную информацию. В частности, помимо точного времени отправки сигнала, местоположения конкретного спутника и параметров орбит всех спутников (альманах), также передаются эфемериды.

Это заранее просчитанные координаты движения спутника по своей орбите. Фактически, смартфону не нужно определять, где будет находиться спутник через пол часа или секунду после получения сигнала. Эта информация передается ему в закодированном сообщении, так как она известна заранее. Наземные станции следят за всеми спутниками и постоянно пересчитывают все координаты с учетом различных отклонений и обновляют эту информацию на спутниках.

Ответом на второй вопрос является псевдослучайный код. Но, к сожалению, эта тема для отдельного разговора.

Что такое двухчастотный (L1+L5) GPS?

Теперь мы подошли ко второму вопросу. Летом 2018 года компания Xiaomi с гордостью представила свой флагман Xiaomi Mi 8 с первым в мире двухчастотным GPS-модулем.

Все смартфоны до Xiaomi Mi 8 принимали сигнал от GPS-спутников только на одной частоте (1575 МГц), которая называется L1. Эту частоту поддерживают все до единого спутники: американские GPS, российские ГЛОНАСС, европейские Galileo и др.

Но в отличие от других смартфонов, Xiaomi Mi 8 умел принимать сразу два сигнала на разных частотах от одного и того же спутника.

Вторая частота (1176 МГц) получила название L5. Изначально она предназначалась для применения в ситуациях, от которых зависит жизнь человека, например, в авиации.

Такое одновременное использование двух частот позволяет устранить один из главных источников погрешности при определении координат — запаздывание сигнала, проходящего через ионосферу земли (атмосфера, ионизированная от облучения космическими лучами). Точно определить эту задержку невозможно. Но когда у нас появляется два сигнала разной частоты (а время запаздывания зависит от частоты), тогда определить влияние ионосферы нетрудно, исключив эту погрешность.

Кроме того, частота L5 на 3 дБ мощнее. То есть, этот сигнал мощнее в 2 раза сигнала L1, что упрощает его поиск и отслеживание. Также полоса пропускания частоты L5 в 10 раз шире частоты L1. И главное, этот сигнал менее подвержен искажениям от многолучевости (многочисленных отражений сигнала от зданий и других объектов, вызывающих искажения сигнала).

Все это позволяет действительно очень точно определять свои координаты. Однако по факту этого не происходит и многие пользователи Xiaomi Mi 8/9 на форумах жалуются на очень плохую работу GPS (даже хуже, чем в обычных устройствах).

Для точного позиционирования недостаточно лишь добавить поддержку второй частоты. Огромную роль играет качество самой антенны и, конечно же, программное обеспечение. И на Xiaomi Mi 8 (как и на Android в целом) оно оставляет желать лучшего. По этой ссылке можно почитать подробное исследование на эту тему, правда, текст на английском.

Очевидно, что спутники также должны отправлять сигналы на частоте L5, чтобы смартфоны могли их принимать. Но здесь не все так просто.

Российская система ГЛОНАСС вообще не поддерживает L5 (как и китайская BeiDou) и только планирует начать вещание на этой частоте после 2030 года.

Американская система NavStar (более известная под названием GPS) поддерживает частоту L5 только на 12 спутниках, но для полноценного покрытия всего земного шара их нужно минимум 24. Такое количество планируется запустить к 2021 году.

У европейской Galileo 22 рабочих GPS-спутника и все они поддерживают вещание на частоте L5a.

Японская система QZSS имеет всего 4 спутника, а к 2024 году их количество увеличится до 7 штук. Все они поддерживают L5 сигналы, но их количество ничтожно мало.

Кроме того, обработку двух сигналов должно поддерживать программное обеспечение. А с этим также не все понятно. К примеру, на момент старта продаж Google Pixel 4 на официальной странице продукта была указана поддержка двухчастотного GPS (L1+L5) с пометкой, что эта функция заработает позже с обновлением прошивки.

Более того, популярный флагманский чип Snapdragon 855 уже поставляется с двухчастотным GPS-модулем. То есть, технически все смартфоны, работающие на этом процессоре, поддерживают частоты L1 и L5, но во многих из них данная опция просто заблокирована программным путем.

То же касается и смартфонов от Samsung на платформе Exynos 9825. К примеру, Galaxy Note10 без проблем ловит спутники на частоте L5. Но об этой возможности производитель вообще нигде не упоминает. С флагманами от Huawei на базе Kirin такая же ситуация. Многие из них имеют поддержку двух частот.

Другими словами, полноценная поддержка смартфонами двухчастотного GPS на текущий момент еще не реализована, хотя и рекламируется очень активно некоторыми производителями, вводя в заблуждение многих пользователей.

Как определить, поддерживает ли мой смартфон двухчастотный GPS (L1+L5 частоты)?

Если вам интересно, поддерживает ли ваш смартфон двухчастотный GPS, вы можете самостоятельно это проверить. Для этого установите приложение GPS Test и запустите его:

пример частот в приложении GPS Test

После запуска приложения смартфон начнет поиск всех GPS-спутников в зоне видимости, отображая частоту сигнала. Если на скриншоте будут частоты L5 или E5a (аналог L5 на европейских спутниках Galileo), значит, ваше устройство поддерживает двухчастотный GPS. Но, как уже было сказано ранее, не спешите радоваться, так как на текущий день такие устройства не показывают точность, на порядок (в десять раз) превышающую точность обычных GPS-модулей.

На момент написания этих строк следующие устройства официально поддерживают двухчастотный GPS и должны отображать в указанном выше приложении частоты L1 и L5:

  • Xiaomi Mi 8/9/10
  • Samsung Galaxy Note 10/10+
  • Huawei P30 Pro
  • One Plus 7/7 Pro
  • Huawei Mate 20/20 X/20 Pro

И последнее. Если вы хотите измерять точность работы GPS своего смартфона и используете для этого приложение GPS Test, как на скриншоте ниже:

измерение точности работы GPS в приложении GPS Test

Тогда вам следует кое-что знать. Цифра 4 метра на скриншоте говорит лишь о следующем: если нарисовать круг, радиусом 4 метра, тогда ваше местоположение будет находиться где-то внутри этого круга с вероятностью 68%. То есть, существует 32% вероятность, что в действительности точность вашего GPS гораздо ниже. Поэтому, для проверки точности GPS-смартфона эта методика не лучшая.

Как работает gps на андроид