А поговорим о GPS? В любом смартфоне есть GPS-навигация, без которой работа устройства была бы усложнена. Технология отвечает за получение точного местоположения девайса, а это нужно для определения не только региона, но и точки, где вы сейчас находитесь. Без GPS приложениям доставки, такси, маркетплейсам будет сложно работать, а пользователю нужно было бы вручную указывать топоним и точку на карте. Но есть GPS, и он помогает нам жить. Разберем более подробно, а самое главное, простыми словами данную технологию.
GPS (Global Positioning System) — это глобальная спутниковая система навигации, которая определяет местоположение, скорость и точное время в любой точке Земли. Как правило, GPS — слово нарицательное, всё зависит от того, чей спутник ловит устройство. Например, GPS — разработка США, ГЛОНАСС — Россия, Beidou — Китай.
Многие считают, что когда мы включаем заветную опцию GPS в смартфоне, то со спутника начинают сразу за вами следить. На первых порах это порождало теории заговора, но сейчас уже это не так очевидно. Рассмотрим на примере GPS.
Система GPS — это американская разработка, изначально создававшаяся для военных нужд, но позже открытая для гражданского использования. Ее космический сегмент состоит из созвездия спутников, вращающихся вокруг Земли на высоте около 20 200 километров.
Для обеспечения глобального покрытия требуется не менее 24 аппаратов, но на орбите обычно находится около 32 спутников, включая резервные. Они равномерно распределены по нескольким орбитальным плоскостям так, чтобы из любой точки планеты устройство всегда «видело» от четырех до двенадцати спутников одновременно.
Каждый спутник — это, по сути, высокоточные космические часы и радиостанция в одном лице. На его борту находятся атомные часы, обеспечивающие невероятную точность отсчета времени. Это критически важно, поскольку для расчета расстояния используется постоянная и очень высокая скорость света. Даже микроскопическая ошибка во времени может вылиться в километры погрешности на Земле. Спутники непрерывно передают радиосигналы, содержащие информацию о своём точном местоположении (эфемериды) и времени отправки сигнала.
Сердце работы GPS — математический метод, известный как трилатерация. Представьте себе, что вы находитесь в незнакомом городе и можете лишь узнать расстояние до трёх известных вам зданий.
Нарисовав на карте три окружности с центрами в этих зданиях и радиусами, равными расстояниям до них, вы обнаружите, что все они пересекаются в одной точке — это и будет ваше текущее месторасположение.
Примерно то же самое делает ваш смартфон, но в трёхмерном пространстве. Он измеряет время, за которое сигнал от спутника доходит до его приемника. Приемник — модуль GPS на плате смартфона.
Умножив это время на скорость света, он получает расстояние до первого спутника. Это означает, что вы находитесь где-то на воображаемой сфере с центром в этом спутнике. Сигнал от второго спутника добавляет вторую сферу, а пересечение двух сфер дает окружность. Третий спутник сужает поиск до двух точек в пространстве. Одна из этих точек, как правило, находится далеко в космосе или глубоко под землей, поэтому система ее отбрасывает. Так определяются ваши широта и долгота, нужные для составления координат.
Но для максимальной точности, включая определение высоты над уровнем моря, а также для компенсации неизбежной погрешности в обычных часах самого смартфона, необходим сигнал как минимум от четвертого спутника. Чем больше спутников «видит» ваш телефон, тем выше точность позиционирования, которая в идеальных условиях может достигать нескольких метров.
Казалось бы, все гениальное просто? Но давайте все еще усложним, точнее, уже усложнили все до нас
Почему для GPS лучше, чтобы доступ в интернет был включен? Это один из самых частых вопросов, и ответ на него раскрывает работу современной технологии A-GPS (Assisted GPS). Чистый GPS, как описано выше, будет работать на вашем смартфоне и без подключения к интернету или сотовой сети — вы сможете видеть свои координаты на карте, если она заранее загружена в память устройства.
Но есть нюансы. При так называемом «холодном старте», когда GPS-модуль включается после долгого простоя, ему требуется до нескольких минут, чтобы «поймать» сигналы со спутников и загрузить с них актуальный альманах (общие данные об орбитах всех спутников) и эфемериды (сверхточные поправки к орбите и времени для конкретного спутника).
Технология A-GPS решает эту проблему. Когда вы запускаете навигацию, ваш смартфон использует интернет-соединение (Wi-Fi или мобильную сеть) для мгновенной загрузки актуальных данных альманаха и эфемерид со специальных серверов. Это сокращает время определения местоположения с нескольких минут до нескольких секунд. Именно поэтому приложения вроде 2GIS или Яндекс.Карты так быстро находят вас после включения. Также при включенном интернете автомобильные навигаторы работают лучше, несмотря на постоянное перемещение.
Кроме того, при слабом спутниковом сигнале (в помещении или в городской застройке) смартфоны могут использовать данные вышек сотовой связи и Wi-Fi-точки для примерного позиционирования, чтобы ускорить и улучшить работу навигации.
Так следит спутник за нами или нет?
GPS никак прямо не влияет на слежку именно со спутника. Как раз со спутника можно отследить, конечно, радиосигналы, но этим занимаются в основном военные с помощью различных разведывательных спутников. Об этом в этой статье мы не будем рассказывать — речь о другом. Как вы уже поняли, спутники лишь отправляют нужные данные по радиоканалу, а приемник GPS внутри смартфона их «ловит» и обрабатывает с помощью математических моделей. Никакой спутник попросту не может знать, где ваш смартфон находится. Но не все так просто. Те приложения, которым вы даете доступ к местоположению, знают ваше нахождение вплоть до нескольких метров. И мы никак не можем знать, отправляются ли куда-то эти данные или нет.
Понятно, что приложение «Такси» отслеживает наши данные и отправляет их на удаленные сервера для сохранения истории поездки и всего остального. Но также существуют и шпионские приложения, которые могут отправлять данные хоть куда. Но здесь важно понимать, что за простым человеком, где он находится, вряд ли нужно кому-то следить — в этом нет никакого смысла. Но знать, что отправляет то или иное приложение на свои сервера, мы также не можем. К слову, сотовый оператор может вычислить и без GPS ваше примерное местоположение в зависимости от удаленности сотовой вышки.
Несколько практических советов:
- Давайте разрешение для GPS только тем приложениям, которым вы доверяете. Например, карты, такси, доставка, маркетплейсы;
- Включенный GPS сильно расходует энергию устройства, так как включен не только приемник сигналов со спутника, но и постоянно происходит прием данных по мобильной сети. Отключайте GPS, если он не нужен;
- Ничего страшного в GPS нет — технология надежна и проверена временем. Спутник никак не может знать, где вы находитесь.
Кстати! Сейчас производители смартфонов внедряют спутниковую связь, пока лишь для отправки экстренных сообщений, но пройдет время, и, возможно, классических сотовых вышек уже не будет. Вот если смартфон умеет отправлять сообщения на спутник, то спутник уже будет точно знать, где вы находитесь.
