Почему GPS в городе не может быть идеально точным?

В условиях большого города не всегда можно достичь высокой точности геопозиционирования. Дело в атмосферных условиях, отражении радиоволн от домов и других построек и даже в точности хода часов вашего устройства. Рассказываем подробнее.

Сначала — краткий экскурс в работу GPS.

Недавно мы подробно рассказывали, как работают навигаторы, поэтому только добавим, что обычно для определения геопозиции вычисляется расстояние от спутника до устройства и для этого берется время прохождения сигнала. Как правило, для геопозиционирования задействуется 3–4 спутника и навигатор вычисляет расстояние до каждого из них.

Все это звучит очень убедительно, но в реальности навигатор в большом городе работает не так идеально, как хотелось бы, и тому есть ряд причин.

• На работу навигации влияет земная атмосфера: сигнал может замедляться из-за облачности, грозы и т. д., в результате прибор показывает неверное расстояние. В профессиональных гаджетах эти погрешности корректируются специальными алгоритмами и технологиями, но в смартфонах и автомобильных навигаторах их использование было бы слишком дорогим.
• Радиоволны, которые исходят от саттелитов, имеют частоту 1–2 ГГц и отражаются от стен зданий, памятников и даже просто земной поверхности. А навигатор может принять отраженный сигнал, а не истинный, из-за чего иногда показывает ваше местоположение с большой погрешность — до нескольких сотен метров. 
• Как бы мы не были уверены, что часы в смартфоне показывают точное время, но для идеальной работы GPS нужна точность до пикосекунд. А RTC на основе кварцевого генератора, который используется в смартфонах, до этого далеко — приходится постоянно синхронизировать со спутником. Если спутников мало, погрешность позиционирования увеличивается.

Конечно, производители об этом знают и пытаются исправить ситуацию, задействуя в определении геопозиции компас, акселерометр и A-GPS и определяя расстояние до вышек мобильных операторов, скорость движения устройства и т. д. Но до идеальной точности в городских условиях системе GPS все равно далеко, а заявленная погрешность в 1–5 метров — всего лишь очередной маркетинговый трюк.