Nowoczesne smartfony są pełne zaawansowanych technologii podnoszących funkcjonalność urządzeń. Przykładem jest GPS, niezbędny nie tylko podczas korzystania z nawigacji. Lokalizację wykorzystuje się również przy personalizowaniu treści reklamowych i funkcjonowaniu wielu aplikacji. Co istotne, dokładne określenie położenia odbywa się z wykorzystaniem nie tylko globalnego systemu nawigacji satelitarnej GPS. Zwykle jest to połączenie kilku technologii lokalizacyjnych. Wszystko po to, żeby ustalenie pozycji było szybkie i dokładne, niezależnie od panujących warunków.
Spis treści:
-
Co oprócz GPS? Pozostałe systemy ustalania pozycji smartfona
-
Dlaczego telefon nie potrafi ustalić lokalizacji – najczęstsze przyczyny
Jak działa GPS?
GPS (ang. Global Positioning System) to globalny system nawigacji satelitarnej umożliwiający precyzyjne ustalenie położenia na Ziemi. Jest to możliwe dzięki aktywnym satelitom tworzącym globalną konstelację systemu NAVSTAR GPS. W systemie muszą pracować przynajmniej 24 satelity, ale zazwyczaj aktywnych jest 31 urządzeń, które rozmieszczono na sześciu orbitach na wysokości około 20 200 km nad Ziemią.
Każde urządzenie konstelacji wysyła sygnał radiowy, który zawiera bardzo dokładny czas nadania. Żeby ustalenie dokładnej pozycji było możliwe, smartfon musi odbierać sygnał przynajmniej od czterech satelitów. Następnie oblicza punkt przecięcia się odległości od różnych satelitów (tzw. trilateracja), czego wynikiem jest wskazanie konkretnej lokalizacji oraz korekta czasu urządzenia.
Nie byłoby to możliwe, gdyby nie wyspecjalizowana elektronika i odpowiednie algorytmy. Przede wszystkim wewnątrz telefonu znajduje się miniaturowy moduł GNSS (ang. Global Navigation Satellite System) oraz antena dostrojona do częstotliwości używanych przez systemy satelitarne (m.in. 1575,42 MHz z pasmem L1 wykorzystywanym w usługach cywilnych). Ponadto współczesne telefony korzystają również z mechanizmu A-GPS (ang. Assisted GPS), który pobiera dane z sieci komórkowej, a w konsekwencji przyspiesza ustalanie pozycji i poprawia stabilność systemu GPS.
Sprawdź także: Jesteś w ciągłym ruchu? Postaw na internet na kartę bez limitu
Co oprócz GPS? Pozostałe systemy ustalania pozycji w smartfonach
Współczesne telefony nie polegają wyłącznie na systemie GPS. To zaawansowane urządzenia korzystające z różnych technologii, których połączenie pozwala na szybkie i precyzyjne ustalenie pozycji:
-
pozostałe globalne systemy satelitarne – GPS to system zarządzany przez Departament Obrony Stanów Zjednoczonych. Poza nim istnieją inne systemy GNSS – rosyjski GLONASS, europejski Galileo czy chiński BeiDou. Odbieranie sygnału z większej liczby satelitów przekłada się na stabilniejszy i szybszy pomiar;
-
infrastruktura naziemna – telefon może określać położenie także na podstawie stacji bazowych sieci komórkowej (BTS), Wi-Fi Positioning (sygnały z pobliskich routerów) oraz geolokalizacji IP;
-
akcelerometr, żyroskop i kompas – czujniki wbudowane w telefon pozwalają śledzić kierunek i dynamikę ruchu. To istotne zwłaszcza w miejscach o słabszym zasięgu satelitarnym (np. tunele). Dzięki temu urządzenie może utrzymywać ciągłość lokalizacji nawet bez bezpośredniego kontaktu z satelitami.
Połączenie danych z GNSS, sieci komórkowej, Wi-Fi oraz czujników ruchu pozwala uzyskać możliwie stabilną i dokładną pozycję w niemal każdych warunkach. Urządzenie wybiera najbardziej wiarygodne sygnały i koryguje mniej precyzyjne dane. W procesie ustalania lokalizacji dużą rolę odgrywają również specjalne korekcje i algorytmy, na przykład filtr Kalmana, który wygładza odczyty, przewiduje ruch użytkownika i eliminuje nieprawidłowe wartości. To mechanizmy minimalizujące błędy wynikające z zakłóceń atmosferycznych, odbić sygnału od budynków i krótkich przerw w odbiorze.
Sprawdź także: Play zastępuje 3G następnymi generacjami sieci na kolejnych obszarach kraju
Dlaczego telefon nie potrafi ustalić lokalizacji – najczęstsze przyczyny
Mimo że smartfon korzysta z różnych źródeł danych, zdarza się, że ustalenie pozycji jest niemożliwe lub lokalizacja zostaje wskazana niedokładnie. Może to wynikać z ograniczeń środowiskowych poszczególnych rozwiązań (np. brak sygnału z satelitów GNSS, niewiele sieci Wi-Fi, jedna stacja BTS, brak punktów odniesienia dla czujników w telefonie).
Podobny efekt dają sprzeczne dane pochodzące z różnych systemów. Jeżeli algorytmy fuzji danych lokalizacyjnych nie potrafią wybrać wiarygodnego źródła, smartfon woli wówczas nie podać lokalizacji, aniżeli wskazać błędne położenie.
Problem może wynikać również z ograniczeń systemowych i energetycznych telefonu (np. włączony tryb oszczędzania energii, brak pełnych uprawnień do lokalizacji aplikacji, stare dane A-GPS, brak internetu w telefonie, mocno nagrzany smartfon). W końcu przeszkodą mogą być zakłócenia radiowe i otoczenie elektromagnetyczne, w wyniku czego dochodzi do tłumienia sygnałów GNSS i Wi-Fi.
Sprawdź także: Gdzie w Polsce nie ma zasięgu? Te miejsca zaskoczą Cię brakiem internetu!
Jak smartfon chroni dane o lokalizacji?
Dane o lokalizacji są traktowane jako wrażliwe. Stąd systemy operacyjne, również Android i iOS, ograniczają dostęp do położenia wyłącznie do aplikacji, które uzyskały zgodę użytkownika. Ponadto aplikacja może korzystać z lokalizacji tylko podczas faktycznego i aktywnego używania. Stały dostęp do położenia może mieć tylko za zgodą użytkownika, a nadane uprawnienia można cofnąć.
System nie dopuszcza do nadużywania lokalizacji w tle. To forma ochrony użytkownika przed nieautoryzowanym śledzeniem. Równocześnie ma to korzystny wpływ na stan baterii telefonu. Aplikacje nie mają także bezpośredniego dostępu do danych z anten GPS czy modułów radiowych, ale otrzymują lokalizację przefiltrowaną przez system operacyjny urządzenia. W nowszych wersjach dla jeszcze większej ochrony użytkownik może wybrać dokładność lokalizacji – wersja przybliżona lub dokładne położenie. W trybie przybliżonej lokalizacji system celowo zmniejsza dokładność, na przykład do kilkudziesięciu metrów.
Współczesna lokalizacja w smartfonach bazuje więc już nie tylko na systemie GPS. Wręcz przeciwnie – dokładne położenie nawet w trudniejszych warunkach udaje się ustalić dzięki połączeniu kilku wzajemnie uzupełniających się technologii. To duża korzyść dla użytkownika, który otrzymuje sprawniej działające aplikacje i dokładniejszą nawigację.
Telefony korzystające z nowoczesnych technologii lokalizacyjnych znajdziesz w Play. To gwarancja szybszego, stabilniejszego i dokładniejszego wskazania położenia niż kiedykolwiek wcześniej.
