
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 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.
БольшеBLE
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 в здании. Мы предлагаем заказчикам эффективные инструменты для отслеживания людей и активов, которые полностью соответствуют современным тенденциям рынка.

Elvina Sharafutdinova