ANTÉNY GPS, GNSS A ANDROID ZARIADENIA V AUTOMOBILOCH

Antény gps za nás robia prácu pri ktorej sme kedysi používali automapu. Tak vitajte priatelia, uvoľnite sa a nechajte sa vniesť do problematiky o ktorej sa na webe takmer nepíše v angličtine a ani v slovenčine či češtine. Nik sa tejto téme nevenuje. Nebudem písať ako „inžinier“, to by ste mi neporozumeli. Problematika sa týka každej navigácie na Android systéme v automobiloch a len okrajovo sa dotknem mobilov.

Všetky obrázky použité na tomto blogu sú mojím vlastníctvom a sú vytvorené mnou, v mojom aute na 9 palcovom Androide. Takže žiadne kopírovanie z mojej strany. Len ukážka že sa to dá a že to ide aj inak. Po zrelom zvážení, či to moje zariadenie zvládne hardwérovo som zakúpil niekoľko gps prijímačov (antén po slovensky) a robil som rôzne pokusy a testy, aby som dosiahol tie najlepšie výsledky aké je len možné dosiahnuť v navigáciách pre auto.

Ako sami vidíte, merania a hodnoty môžu byť pri automobilovej navigácii na hodnote pod jedným metrom. A v decibelových hodnotách signálov takto… vysoko na viac ako 50 decibelov. Nie je to samozrejme stály tok. Signály sa menia v zásade od vzdialenosti, polohy na horizonte a polohy auta v teréne, ale aj od použitých gnss antén a ich decibelovom výkone.

Gps anténa ktorá je dodávaná k automobilovému zariadeniu na SMA konektore.
Zväčša sa umiestňuje do palubnej dosky automobilu výrobcom pod predným oknom. To prekrytie (plasty a sklo) však zapríčiňuje pokles signálov minimálne o 20%, čo v horskom alebo mestskom teréne robí signály zraniteľnými o takmer polovicu a potom dochádza k častým výpadkom signálov. Pôvodná anténa nie je schopná zachytiť aj SBAS pretože chýbajúci software výrobcu automobilov to nepovolí. To by sa cenovo výrobcom neoplatilo. Tiež nemalý faktor na polohu má identifikácia polohy v číselnej forme. Podľa výrobcu sa tu uvádza hodnota 18.92128.

Vyspelejšia elektronika

U geodetickej gnss antény je už hodnota čísla napríklad v tvare 18°92’24.3906″N čo z nej robí omnoho presnejšiu anténu. Originálna auto anténa má rozsah horizontu (Max. Altitude) 18 000 metrov. Gnss anténa pre geodetov má (max altitude) 50 000 metrov, a teda pokrýva širšiu časť geosatelitov na obežnej dráhe. To samé platí o zisku v decibeloch. Kým originálna anténa má zisk okolo 35 dBm, tá geodetická má okolo 167 dBm. To samé platí že originál je spúšťaná pri 18 Hz (4800 alebo max 9600 baudov) a geodetická už pri 1 Hz (115200 baudov a rozsah je voliteľný od 4800 baudov nahor) čo už je značný rozdiel pre prijímanie signálov.

Novú GNSS anténu pripájam na USB konektore a nemyslite si, že androidové zariadenia v aute nezvládnu takéto technické manévre. To je ešte na druhom USB vstupe zapojená predná kamera, na ďalšom vstupe cez usb hub 128 Gb usb kľúč (video), na ďalšom 64 Gb hudba s mp3 a na ďalšom usb 64 Gb fotografie. Apka pre gnss anténu výjde na 12 € cez google play s doživotnou licenciou.

Satelity

Postačujúci je už signál zo 4 satelitov (avšak pri 50 decibeloch bez poklesu) a aj signály tie pod takým prístreškom benzínovej pumpy sú určite vo väčšom počte. Ako to celé funguje je zbytočné rozpisovať, zabralo by to snáď aj 30 stránok A4 formátu a to nechcem. Skúsim to tak laicky zhrnúť v skratke. Signály sa rozdeľujú na priame a nepriame, čiže tie odrazené. Vysvetlím to takto. Ak stojíte na ulici medzi dvomi panelákmi a signál družice ktorý je za panelákom sa dokáže odraziť od steny iného paneláku, aby dorazil do antény gps. Anténa dokáže prijať aj takéto odrazené signály a spracovať dáta. Čím viac satelitov gps má priamy signál tým je meranie pozície precíznejšie a účinnejšie. Všetko sa to počíta na rýchlosti prenosu v baudoch.

Prenos signálov

Keďže rýchlosť gps signálov je prenášaný rýchlosťou svetla aj tu existujú isté hodnoty. Bežná anténa v automobile od výrobcov dosahuje 4800 alebo nanajvýš 9600 baudov za sekundu, žiaľ len gps signál amerického navstar systému a ešte bez sbas stacionárnych družíc. Gnss anténa pre geodetické použitie dokáže prenášať 115200 baudov za sekundu. Pri použití vhodnej appky dokáže spracovávať aj signály SBAS satelitov ako bonus k tomu čo je práve v dosahu na obežnej dráhe. Vždy je na výber z ôsmych SBAS satelitov minimálne jeden alebo aj tri naraz, ale to je už len o software a o tom ako sú práve prekrývané dané satelity navzájom. Počet aktívnych družíc v závislosti na obežnej dráhe a teréne pri gnss anténe:
(poznámka: neuvádzam gps satelity pre iné použitie ako v doprave)

Otvoriť obrázok v novom okne prehliadača.

Americký GPS / NAVSTAR aktívnych nad Európu 16 a aktívnych za jazdy medzi 7 až 16.
Ruský GLONASS aktívnych nad Európu 12 a aktívnych za jazdy medzi 8 až 10.
Európsky GALILEO aktívnych nad Európu 12 a aktívnych za jazdy medzi 5 až 12. Čínsky BeiDou Navigation systém má od 7 do 12 satelitov. SBAS / EGNOS stacionárne satelity poskytujúce dopočet. Osem, no pracuje vždy jeden alebo max tri súčasne, v záležitosti od konštelácie na obežnej dráhe a software.

Skúste porovnať len tak „laicky“ čo je teda výhodnejšie. Uspokojiť sa z originálnou anténou gps (Americký NAVSTAR) kde je signál poskytovaný len z 12 satelitov z obežnej dráhy (no v dosahu je vždy okolo 6 a viac), alebo anténa gps ktorá poskytuje NAVSTAR + GLONASS + GALILEO a ako bonus SBAS signály s 36 satelitmi na obežnej dráhe. Zatiaľ nik lepšie nevymyslel. Zatiaľ univerzálna anténa na všetky štyri systémy nie je v predaji ale rátam že skoro bude.

Okamžité merania v ms

O tom hovorí aj môj obrázok hore, ako ilustrácia a ak si pozriete informáciu „VELOCITY“ teda okamžitú rýchlosť, rozhodne sa môžete na tú informáciu za jazdy spoľahnúť lepšie ako na ukazovateľ na tachometri auta. Verte že, nedostanete pokutu nech by váš tachometer ukazoval akékoľvek čísla. To si môžete jednoducho otestovať sami podľa obecných radarov umiestnených okolo ciest. Ako sa správa mobilné zariadenie na signály majú antény gps? Nech vás to neprekvapuje ale je to len simulovaná poloha s presnosťou na 50 a viac metrov. App na google play: gps test alebo gps status.

Mobil totiž nemá kvalitnú anténu, ale kus pliešku na zadnej strane krytu mobilu ktorý slúži ako náhrada. Preto aj signál bude malý a slabý a preto je orientačne uvádzaná presnosť 50 a viac metrov. Lenže je to len orientačné oznámenie na testeri mobilov. Moje testy ukázali a antény gps tiež, že odchýlka je niekedy až niekoľko sto metrov, no nie je to tak vždy. Vždy totiž záleží na okolnostiach v daný moment merania. Teraz, snáď to najdôležitejšie pre tých ktorí jazdia a používajú stále navigácie z mobilu. Skutočnosť, že si sami z vlastnej vôle ničíte batérie, je len preto, že možno neviete alebo nechcete jednoducho urobiť nič preto, aby ste takpovediac odľahčili svoje šoférovanie na pohodlnejšiu úroveň.

Záverečné zhodnotenie

Dnes je množstvo príležitostí ako doslova vyhodiť rádio a nahradiť ho plne funkčnými androidmi s veľkokapacitnými monitormi v aute. Android je presne to čo máte v mobile a či sa rozhodnete pre super kvalitný Pioneer, alebo bežnú čínsku náhradu, nie je vôbec dôležité. V mnohých prípadoch záleží len (antény gps a gnss) to čo ste schopní investovať do auta. Teda či auto garážujete alebo parkujete na ulici, v zóne kde nie je moc bezpečne. Je to vaše bezpečie pri šoférovaní a v neposlednej miere dobrá navigácia vám ušetrí nemalé prostriedky na palive. Reakcie na zmny trasy sú veľmi svižné. Treba si uvedomiť že mobil prilepený na skle, alebo len pohodený v aute je to čo vás môže pri nehode doslova zabiť. Dnes už má každé zariadenie v aute bluetooth, rozhranie wi-fi aj hotspot.

Som vždy pripravený v tejto téme byť nápomocný všetkým, ktorí si o pomoc napíšu dákou otázkou. Takže píšte…

Pavol Knut Navrátil