כיצד פועלת תנועה חיה ב-GPS?

בעוד שיחידות GPS מסורתיות בוחרות בדרך כלל את המסלול המהיר ביותר בין מיקומו הנוכחי של המשתמש ליעדו, אלגוריתמי הניתוב שלהם אינם יכולים לקחת בחשבון תנאים בלתי צפויים. כיוונים שנוצרו באמצעות GPS עלולים להפוך ללא רלוונטיים או אפילו לא מועילים כאשר הם מתמודדים עם תאונות דרכים, סגירת נתיבים או מזג אוויר קשה. כדי להגדיל את מספר המשתנים שמחשב ה-GPS יכול לשקול כאשר מציע מסלול, חלק מהדגמים כוללים את היכולת לקבל נתוני תעבורה חיים אלחוטיים.

מערכת המיקום הגלובלית, או GPS, היא "קונסטלציה" של יותר מ-24 לוויינים, המכונה Navstar, המופעלת על ידי משרד ההגנה האמריקני. לוויינים אלו נמצאים בגובה של כ-11,500 מעל כדור הארץ, נעים במהירות של 9,000 קמ"ש ולכל אחד מהם שעון אטומי עם השעה המדויקת. לוויינים אלה מסונכרנים לשידור אות בו-זמנית. מקלטי GPS, כמו אלה במכונית, מנטרים באופן פסיבי את השידורים הללו. למרות שהאותות נעים במהירות האור, המרחקים הגדולים המעורבים גורמים לכך שכל אות מגיע בזמן מעט שונה. חישוב הפרשי הזמן בין כל לוויין, מקלט GPS יכול לאתר את המיקום שלו.

לאחר קבלת אותות שידורי לוויין מהלוויינים, מקלט GPS יכול לחשב את קו האורך והרוחב שלו. עם לפחות ארבעה אותות לוויינים, הוא יכול גם לקבוע את גובהו מעל כדור הארץ, דבר שימושי עבור מקלטי GPS באוויר, בים או באזורים הרריים. בהתבסס על קו האורך והרוחב המדויקים שלו, ה-GPS יכול לתרגם את מיקומו לרחוב או צומת ספציפיים.

כדי לחשב מסלול מתוך מידע זה, מסד הנתונים של ה-GPS חייב לכלול גם נתונים כמו אורכי כבישים שונים, כללי זרימת תנועה ומיקומם של צמתים. מסד הנתונים המשולב יכול לכלול גם מידע מפורט יותר, כגון האם כבישים מסוימים הם כבישים מהירים או רחובות מקומיים, סלול היטב או חצץ חד-נתיב. המאגר יכול לכלול גם גורמים כמו המהירות הממוצעת בכביש נתון בשעות שונות של היום, וכל מספר אחר של משתנים הרלוונטיים לתכנון המסלול. משתנים אלו יהיו כאלה שנוטים להשתנות לעיתים רחוקות או אף פעם. עם תכנות טוב, נתונים אלה מגדילים את ההסתברות שיחידת ה-GPS תבחר במסלול טוב.

עם זאת, כדי לשלב נתונים על תנאי תנועה וכביש המשתנים ללא הרף, יחידות GPS חייבות להיות מסוגלות לקבל מידע חי באוויר. אחת הדרכים לעשות זאת היא באמצעות שידורי רדיו בתדרים הקרובים לתדרים המשמשים את מערכת הסטריאו של המכונית שלך. באמצעות "פסי צד" או בשירות הרדיו נתונים (RDS), ספקים כגון MSN Direct ו- Navteq שולחים מידע דיגיטלי על תעבורה (ולעתים קרובות מזג אוויר וחדשות) ליחידות GPS מצוידות מהרדיו המקומי משדרים. מכוניות עם מערכות רדיו לווייניות Sirius/XM ו-GPS מובנות יכולות גם לקבל מידע תנועה חי ברקע באמצעות אות הרדיו הלווייני. מידע זה ישולב אוטומטית במסלול של מערכת ה-GPS. שירותים אלו דורשים בדרך כלל מנוי. המערכות הנ"ל הן גם "חד-כיווניות:" בעוד שיחידת ה-GPS הנייד מקבלת נתונים ממקור מידע התעבורה, היא לא מתקשרת כל מידע בחזרה.

טלפונים סלולריים המצוידים במעבד GPS יכולים לעתים קרובות לקבל לא רק את המיקום שלהם, אלא גם מידע תנועה חי דרך הרשת הסלולרית. חלק ממקלטי GPS מסחריים כוללים גם יכולת תקשורת סלולרית או רדיו. מכיוון שמערכות אלו הן "דו-כיווניות", משתמש יכול לקבל במהירות מידע תנועה מעודכן עבור אזור מבוקש. מערכות מסוימות יכולות גם לשדר בחזרה מידע אנונימי על המיקום הנוכחי של יחידת ה-GPS ו מהירות, כדי לעזור לספק הנתונים לבנות תמונה של תנועה בכביש נתון שיכולה לסייע לאחר משתמשים.