Може ли GPS да работи под земята?

Въведение

От началото на 21‑вия век компактните ръчни GPS устройства станаха достъпни и евтини. Те получават сигнали от серия сателити, обикалящи Земята, и по тях определят вашето местоположение, скорост и други данни. За да работят, те обаче се нуждаят от директна видимост към сателитите.

Ограничения

Сигналът на GPS е слаб и се блокира от плътни структури. В големи сгради, молове, тунели, метро, подземни проходи или естествени пещери устройството почти винаги губи връзка със сателитите и не може да изчисли позицията си. Дори на открито, под скални свески или в дъбови каньони, може временно да липсва сигнал.

Как работи GPS (GPS 101)

Сателитите, поставени в орбита от американската армия, притежават атомни часовници с изключителна точност. GPS приемникът сравнява получените сигнали от няколко сателита, изчислява разстоянието до тях и по три сигнала определя ширина и дължина, а при четири – и надморска височина.

„Слепо проследяване“ – Dead Reckoning

След като устройството установи начална позиция, то продължава да изчислява местоположението в реално време, използвайки скоростта и посоката на движение. Когато влезете в тунел и сигналът се изгуби, GPS прави предположение (dead reckoning), докато отново се свърже със сателитите.

Алтернативни решения за подземно навигиране

Разработват се различни системи, които да заменят GPS под земята. Японската Aichi Steel създаде уред, комбиниращ магнитно поле и акселерометър, който би могъл да работи заедно с GPS. В Швейцария е проектирана система за изследване на пещери – четири подземни предаватели получават сигнал от носим трансмитер и чрез триангулация осигуряват точна позиция.