Jak działa ruch na żywo w GPS?

Podczas gdy tradycyjne urządzenia GPS wybierają ogólnie najszybszą trasę między bieżącą lokalizacją użytkownika a miejscem docelowym, ich algorytmy wyznaczania tras nie mogą uwzględniać nieoczekiwanych warunków. Wskazówki generowane przez GPS mogą stać się nieistotne, a nawet nieproduktywne w obliczu wypadków drogowych, zamykania pasów lub trudnych warunków pogodowych. Aby zwiększyć liczbę zmiennych, które komputer GPS może uwzględnić podczas proponowania trasy, niektóre modele oferują możliwość bezprzewodowego odbierania danych o ruchu drogowym na żywo.

Globalny system pozycjonowania (GPS) to „konstelacja” ponad 24 satelitów, znanych jako Navstar, obsługiwanych przez Departament Obrony USA. Satelity te znajdują się około 11 500 nad ziemią, poruszają się z prędkością 9 000 mil na godzinę, a każdy ma zegar atomowy z dokładnym czasem. Satelity te są zsynchronizowane, aby jednocześnie transmitować sygnał. Odbiorniki GPS, takie jak te w samochodzie, pasywnie monitorują te transmisje. Chociaż sygnały przemieszczają się z prędkością światła, związane z nimi duże odległości oznaczają, że każdy sygnał dociera w nieco innym czasie. Obliczając różnice czasowe między poszczególnymi satelitami, odbiornik GPS może wskazać własną lokalizację.

Po odebraniu sygnałów transmisji satelitarnej z satelitów odbiornik GPS może obliczyć własną długość i szerokość geograficzną. Dzięki co najmniej czterem sygnałom satelitarnym może również określić swoją wysokość nad ziemią, co jest przydatne dla odbiorników GPS w powietrzu, na morzu lub w regionach górskich. Na podstawie dokładnej długości i szerokości geograficznej GPS może przetłumaczyć swoją lokalizację na konkretną ulicę lub skrzyżowanie.

Aby obliczyć trasę na podstawie tych informacji, baza danych GPS musi również zawierać dane, takie jak długości różnych dróg, zasady przepływu ruchu i lokalizacje skrzyżowań. Pokładowa baza danych może również zawierać bardziej szczegółowe informacje, np. czy określone drogi są autostradami, czy ulicami lokalnymi, dobrze utwardzonymi czy jednopasmowymi szutrami. Baza danych może również zawierać takie czynniki, jak średnia prędkość na danej drodze o różnych porach dnia oraz dowolną inną liczbę zmiennych, które są istotne przy planowaniu trasy. Zmienne te będą tymi, które mają tendencję do zmieniania się rzadko lub nigdy. Przy dobrym programowaniu dane te zwiększają prawdopodobieństwo, że urządzenie GPS wybierze dobrą trasę.

Aby jednak uwzględnić dane o stale zmieniającym się ruchu i warunkach drogowych, urządzenia GPS muszą być w stanie odbierać informacje na żywo w powietrzu. Jednym ze sposobów, aby to zrobić, są transmisje radiowe na częstotliwościach zbliżonych do częstotliwości używanych przez radioodtwarzacz samochodowy. Korzystając z „wstęg bocznych” lub usługi danych radiowych (RDS), dostawcy tacy jak MSN Direct i Navteq wysyłają cyfrowe informacje o ruchu (a często o pogodzie i wiadomościach) do wyposażonych urządzeń GPS z lokalnego radia nadajniki. Samochody z wbudowanym radiem satelitarnym Sirius/XM i systemami GPS mogą również odbierać w tle informacje o ruchu drogowym na żywo za pośrednictwem sygnału radiowego. Informacje te zostaną automatycznie włączone do trasy systemu GPS. Usługi te zwykle wymagają subskrypcji. Powyższe systemy są również „jednokierunkowe”: podczas gdy mobilna jednostka GPS odbiera dane ze źródła informacji o ruchu, nie przekazuje żadnych informacji z powrotem.

Telefony komórkowe wyposażone w procesor GPS często mogą odbierać nie tylko swoją pozycję, ale także bieżące informacje o ruchu drogowym przez sieć komórkową. Niektóre komercyjne odbiorniki GPS umożliwiają również komunikację komórkową lub radiową. Ponieważ systemy te są „dwukierunkowe”, użytkownik może szybko otrzymywać zaktualizowane informacje o ruchu na żądanym obszarze. Niektóre systemy mogą również przesyłać anonimowe informacje o bieżącej lokalizacji urządzenia GPS i prędkość, aby pomóc dostawcy danych zbudować obraz ruchu na danej drodze, który może następnie pomóc innym użytkowników.