Почему GPS неэффективен внутри помещений? Альтернативы GPS для позиционирования и трекинга

Источник - Nikita_Krushko

Система глобального позиционирования (GPS) широко применяется по всему миру для навигации, трекинга и определения местоположения объектов. Принцип ее работы базируется на измерении времени приема синхронизированного сигнала, который поступает от спутников на антенны (приемники) пользователей. Технология позволяет устанавливать местонахождение на улице с точностью до 5–10 метров, однако если речь заходит о GPS в помещении, то система теряет свою эффективность. Причины кроются в низкой точности и слабом сигнале от спутников, который не позволяет производить полноценные вычисления в зданиях. Поэтому чтобы организовать качественную indoor-навигацию, следует применять альтернативные технологии, разработанные специально для использования внутри помещений.

Недостатки GPS для позиционирования внутри помещений

Системы позиционирования людей и объектов относятся к актуальным направлениям в развитии бизнес-процессов. Их активно используют в промышленной сфере, здравоохранении, логистике, торговле и других отраслях. Разнообразие областей применения приводит к созданию новых систем и стандартов, которые обеспечивают разную точность определения местоположения в пространстве и времени.

Если говорить про indoor GPS, то современные спутники дают погрешность в расчетах около 6 метров. Они имеют недостаточную мощность сигналов, которые при определенных условиях могут попросту не доходить до приемников либо приходить с искажениями и задержками. Даже профессиональные антенны не позволяют точно вычислять местоположение внутри монолитного дома, в туннелях, подвальных помещениях. Поскольку система GPS работает в дециметровом диапазоне волн, на качество сигнала могут негативно влиять следующие факторы:

• сильная облачность;
• слишком густая листва деревьев;
• толстые стены зданий;
• помехи от наземных радиоисточников;
• иногда – магнитные бури;
• невысокий наклон орбит GPS (для приполярных районов).

При попытке использовать глобальное позиционирование внутри помещений сигналы GPS блокируются или отражаются стенами зданий, поэтому становятся недостаточно мощными для точного определения местоположения. Чтобы сигналы в помещениях принимались должным образом, необходимо устанавливать приемники возле окна, однако это не всегда возможно или удобно.

Альтернативные технологии для навигации и трекинга внутри помещений

Чтобы с высокой точностью выполнять indoor-навигацию и позиционирование, вместо GPS в здании широко используют альтернативные технологии. К наиболее эффективным из них относятся BLE, Wi-Fi и UWB.

Navigine SDK

Профессиональные решения для indoor позиционирования в реальном времени для мобильных приложений.

Больше

BLE

Одним из наиболее удобных инструментов для отслеживания объектов в помещениях является технология Bluetooth Low Energy, которая позволяет строить высокоточные навигационные системы для контроля перемещения. Для ее реализации применяются специальные iBeacon маячки, устанавливаемые в разных частях зданий. С заданной периодичностью они рассылают радиосигналы, которые принимаются устройствами с поддержкой BLE.

C помощью маячков можно с легкостью ориентироваться в зданиях, строить интерактивные карты, прокладывать маршруты к точкам интереса, получать аналитические отчеты о перемещении людей или объектов. К преимуществам технологии относятся:

• низкое энергопотребление;
• доступная стоимость маячков;
• возможность определять местоположение с точностью до нескольких метров;
• простота в монтаже и обслуживании оборудования;
• компактность и автономность датчиков, что обеспечивает их произвольное конфигурирование.

Технологию BLE поддерживает большинство современных смартфонов. Она является наиболее экономичной среди используемых систем и обеспечивает высокую точность при определении местоположения в зданиях.

Wi-Fi

Чтобы заменить позиционирование внутри помещений с помощью GPS, часто применяют технологию Wi-Fi. Причина популярности состоит в широком распространении. Точки доступа можно найти повсеместно, что повышает точность вычисления местоположения и позволяет строить инфраструктуру на безе доступного оборудования.

Работа платформы базируется на подсоединении к определенной базовой станции. Радиус действия точек доступа составляет до 200 м, а позиционирование осуществляется при помощи сервера, который взаимодействует с сетью и смартфонами пользователей. Главные плюсы системы:

• применение на основе уже существующей сети;
• большая дальность распространения сигналов (до 150 м);
• возможность масштабировать платформу почти без ручного вмешательства;
• совместимость с другими технологиями для индор-навигации.

UWB

Технология UWB обладает высоким потенциалом в использовании для позиционирования внутри помещений. Она является наиболее точной среди существующих систем и позволяет определять месторасположение объектов до 30 см. Благодаря этому ее можно использовать для контроля осуществления KPI на рабочем месте или наблюдения за периметром в ограниченных зонах доступа.

Для вычислений с помощью Ultra-Wideband применяются сверхширокополосные сигналы, которые распространяются на частоте до нескольких ГГц. Прием этих импульсов не требует обеспечения прямой видимости и может производиться посредством ограниченного количества компонентов. Преимуществами платформы являются:

• устойчивость к помехам;
• спектральная гибкость;
• возможность единовременно поддерживать сотни каналов;
• высокоточное отслеживание объектов;
• широкий диапазон масштабирования по скоростным параметрам;
• надежная защита данных благодаря высокой мощности сигналов.

Компания Navigine готова помочь вам подобрать альтернативы GPS для решения любых задач позиционирования и трекинга внутри помещений. Мы предлагаем заказчикам эффективные инструменты для отслеживания людей и активов, которые полностью соответствуют современным тенденциям рынка.