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

Источник - Nikita_Krushko

Последнее обновление - 30.09.2022

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 GPS в здании сигналы 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.

Где можно использовать позиционирование без GPS

В последние годы навигацию без внедрения системы глобального позиционирования использует всё больше компаний. Современные альтернативы GPS применяются практически во всех отраслях, включая промышленность, транспорт, торговые и медицинские учреждения.

Промышленные предприятия

Технологии позволяют выполнять мониторинг активов в режиме реального времени. С их помощью можно контролировать передвижение любых движущихся объектов, включая погрузчики, краны, другой транспорт. При использовании системы руководство получает в распоряжение digital карты и может не просто отслеживать перемещение промышленной техники, но и избегать простоя техники, сводить к минимуму риски внештатных ситуаций.

Ритейл

В торговой отрасли технологии помогают улучшать обслуживание клиентов и повышать прибыль. Системы считаются особенно актуальными в крупных торговых центрах. При посещении магазинов посетители получают возможность быстро находить нужные товары на карте и выстраивать к ним наиболее оптимальный маршрут.

Преимущество технологий позиционирования для руководства состоит в том, что система выполняет детальную аналитику работы магазина с предоставлением данных по поведению посетителей, источникам трафика, построением тепловых карт. Благодаря этому можно обеспечить более эффективное управление и оптимизировать размещение товаров.

Транспортные хабы

Использование технологий навигации внутри помещений на территории вокзалов и аэропортов улучшает работу транспортных узлов. После внедрения в инфраструктуру предприятий платформы могут выполнять широкий спектр функций:

• строить карты помещений с интересующими объектами;
• прокладывать маршруты к нужным для пассажиров местам;
• обеспечивать пошаговую навигацию по территории и залам;
• отправлять пассажирам push-уведомления с информацией или таргетированной рекламой;
• контролировать перемещение активов;
• создавать аналитические отчеты.

Медицина

Системы позволяют представлять клинику как современное и клиентоориентированное учреждение. С их помощью намного проще отслеживать медицинское оборудование, предупреждать кражи и выезд за территорию техники или инвалидных колясок. Посредством технологий можно контролировать перемещение пациентов по территории больницы и своевременно приходить на помощь при ухудшении их состояния.

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

Чтобы получить больше информации о технологии, заполните онлайн-форму или закажите бесплатную консультацию в Zoom.