Как усилить GPS сигнал?
Олег Иванов





Прочитали: 29208
Время чтения: 5 мин.
Во всех смартфонах без исключения есть GPS-чип – он принимает сигналы от спутников на околоземной орбите, рассчитывая координаты устройства. Благодаря этому чипу вы можете записать свой трек в одном из приложений, а также проложить маршрут между городами или из дома до нужного гипермаркета. Спутниковая навигация в кармане стала настолько привычной, что даже люди, ходившие в юности в турпоходы с компасом и бумажной картой, уже не могут представить, как обходились без нее. Однако иногда навигация работает плохо или не работает вообще.
Причина плохой работы навигатора редко заключается в низком качестве сборки смартфона. Конечно, иногда дело бывает и в сборке, но намного чаще достаточно покопаться в настройках, и навигационный модуль будет работать как часы.

Установка антенны
Улучшить качество спутниковой связи поможет антенна. Это хорошая новость для автомобилистов: многие используют для навигации не телефон, а отдельное GPS-устройство. Автомобильные навигаторы предусматривают разъем для антенны – он находится либо на задней крышке, либо сбоку. Остается только разыскать подходящую антенну и установить ее. Для владельцев смартфонов новость не слишком хорошая – в телефонах нет разъема под антенну. Поэтому действовать придется программными методами.
Как настроить GPS на смартфоне
- Зайдите в «Настройки».
- Найдите пункт «Местоположение». Пункт может называться иначе: на планшетах Samsung – «Подключения», где нужно отыскать вкладку «Геоданные».
- Включите высокую точность определения местоположения. Для этого аппарату придется задействовать все источники: сотовые вышки, беспроводной интернет и спутниковую навигацию.

Чем дешевле телефон, тем хуже работает спутниковая навигация. Это происходит потому, что дешевые модели используют старые навигационные чипы с низкой скоростью и слабым приемником. Если через настройки не получится сделать работу навигатора более стабильной, значит, дело в самом приемнике, и с недостатком придется смириться. Но сначала убедитесь, что настройка действительно не помогает: в большинстве смартфонов модуль GPS по умолчанию отключен, а местоположение устройство определяет только по сотовым вышкам.
Приготовьтесь к тому, что с активацией спутникового модуля энергопотребление устройства возрастет. Владельцы новых смартфонов разницы не заметят, но чем более старая и недорогая модель, тем ощутимее сократится время автономной работы.
Как откалибровать компас
Если нельзя усилить спутниковый сигнал, можно повлиять на работу навигации иначе: наладить цифровой компас. На большинстве смартфонов он не откалиброван, поэтому система не сразу понимает, как устройство расположено относительно сторон света. В результате может казаться, что плохо работает спутниковая навигация.
- Скачайте и установите приложение GPS Essentials.
- Запустите приложение и войдите в режим Compass.
- Если компас неправильно определяет стороны света, откалибруйте его: повращайте смартфон экраном кверху, поверните его слева направо.
Это же приложение для Android поможет уточнить, к какому числу спутников обращается встроенный модуль. Старые и дешевые модули запрашивают ограниченное число спутников, но если спутников больше десятка – проблема точно не в чипе. Чтобы проверить это, найдите в меню приложения пункт Satellites.

Наконец, если все предыдущие методы не помогли, остается еще одно средство: сброс навигационных данных. Проблемы могут возникать из-за долгой привязки смартфона к определенным спутникам: привязка может сохраняться, даже когда они выходят из поля видимости устройства. Чтобы сбросить данные, скачайте специальную утилиту Status & Toolbox, запустите ее. На дисплее отобразится информация о количество спутников и показания датчиков. Зайдите в основное меню и отыщите «Управление состояниями A-GPS». Появится меню, в котором нужно выбрать опцию «Сбросить», а после сброса – функцию «Загрузить». Через это же приложение можно настроить компас, если прежде не получилось его откалибровать.

Если после всех перечисленных операций навигатор не стал лучше работать, остается единственное средство: купить новую модель смартфона с качественным спутниковым датчиком.
Служба геолокации в телефоне

Положение в пространстве можно определить визуально, когда вы видите объект в поле зрения или на большом расстоянии, если на нем имеется устройство, принимающее и передающее радиосигнал.
Большинство населения нашей планеты слышало о GPS данных и их возможностях. Подобные устройства сейчас устанавливаются в автомобили, поезда, на водном и воздушном транспорте. Но у современных мобильных устройств возможностей для передачи и получения данных о местоположении значительно больше. Остановимся на них подробнее.
GPS и Глонасс
Если обратить внимание на современный смартфон, то в его характеристиках можно увидеть множество аббревиатур, которые рассказывают об особенностях и возможностях устройства. Относительно работы с системой позиционирования указываются названия используемых сетей.
GPS – Global Positioning System. Система определения позиционирования по международным координатам, разработанная министерством обороны Соединенных Штатов Америки. В процессе задействованы 32 спутника (изначально предполагалось 24), излучающие радиосигнал, которые движутся в средней атмосфере Земли. Для определения положения определенного объекта в пространстве оцениваются результаты, взятые одновременно с трех машин.

Глонасс – российская система, действующая по тому же принципу что и GPS. На орбите путешествуют 24 спутника. Особенностью Глоннас является то, что движение спутников не зависит от вращения земного шара и это делает систему более стабильной. Во время определения местонахождения устройства используется также сигнал трех устройств.
Это основные титаны систем определения геопозиционирования. Совсем недавно спутники стали запускать страны ближней Азии. Их сигнал доступен только для местных устройств.
Кроме стандартов международного спутникового сигнала в устройствах могут использоваться дополнительные данные. В этом им помогают наземные элементы:
- Вышки связи. Нагромождение антенн, передающих сигнал мобильного оператора, имеют точно определенное местонахождение. По скорости передачи сигнала к определенному мобильному телефону можно узнать расстояние.
- Wi-Fi точки доступа. Частные или общественные сети наделяются индивидуальным номером и могут помочь в уточнении местоположения абонента. Смартфон может определять сеть даже при отключенном открытом соединении.
В характеристиках возможностей мобильных устройств может указываться показатель A-GPS. Это система, которая помогает быстрее разогнать определение спутников и точнее определить местонахождение абонента. Сама по себе она является холодным стартом для системы. Наличие A-GPS дает возможность определить местоположение, несмотря на нахождение в здании с толстыми стенами и других местах.
Работа геолокации в смартфонах
Каждый умный телефон имеет ряд функций, которые могут подарить возможности, недоступные другим устройствам. Постоянное усовершенствование операционной системы и обслуживающего оборудования расширяют функционал.
Порядок определение местоположения выглядит следующим образом:
Спутник №1 подает сигнал (a), направленный к Земле, и определяет скорость и время получения ответа абонентом (d):

Спутник №2 передает радиоволну (b) к точке:

Спутник №3 излучает свой сигнал (c) в том же направлении:

Сделав анализ времени прохождения сигнала к адресату и принимая к сведению местоположение спутников, можно определить, где находится точка приема. Если подключить еще и стационарные способы, то точность будет составлять несколько метров.
Зная расположение вспомогательных элементов, можно рассчитать положение объекта над уровнем земли.
Для использования спутникового сигнала не обязательно находиться в сети мобильного оператора, так как это совершенно другая система.
В смартфонах значок геолокации выглядит как перевернутая капля , и её можно найти в панели быстрого доступа или в настройках. Когда служба включена, то подобный символ появится и в верхней части экрана.
Как найти устройство, используя геолокацию?
Каждый мобильный телефон, планшет, смартфон имеют свой уникальный индивидуальный номер (IMEI) и адрес. Эти данные позволяют выделить его из множества окружающих устройств. На сайте производителя операционной системы имеется специальная вкладка, которая позволяет отслеживать сигнал о местонахождении в режиме реального времени. В настройках смартфона должно быть разрешение на передачу геопозиционных данных и поиск.
При входе на сайт (google.com/android/find) пользователю предлагается список устройств, привязанных к аккаунту. Необходимо выбрать которое из них нужно найти.

Поиск предлагается в двух вариантах:

- Активация звукового сигнала устройства. Помогает, если вы не знаете, где находится телефон поблизости, например, если с ним играл ребенок и мог уронить его за какой-либо предмет мебели.
- Определение местоположения. Необходимо для определения положения устройства на карте. Это поможет при обращении в полицию в случае кражи или для выяснения места, где был оставлен смартфон.
Возле символа телефона имеется информация о последней синхронизации и получении данных о местоположении.
Как включить/отключить геолокацию?
Для включения передачи геоданных на устройствах Android нужно зайти в настройки телефона – местоположение и защита – местоположение.

В устройствах Apple нужно открыть настройки – конфиденциальность – службы геолокации. Отключение передачи местоположения производится путем перевода бегунка в режим «откл». Если GPS будет отключен, то данными не сможет воспользоваться ни одно приложение.

Настройка геолокации
При входе в раздел включения местоположения, можно выбрать, какие именно приложения будут иметь доступ к данным. Для корректной работы некоторых программ требуется обмен информацией. Навигаторы, карты, банковские клиенты, службы NFC и другие вычисляют положение устройства для подачи рекомендации по имеющимся рядом местам и услугах, постройки маршрута.
При разрешении собирать информацию о местонахождении история посещений и ваше текущее положение могут транслироваться в профиле, мессенджерах.
На основе местоположения может и составляться лента рекламы в приложениях и браузере, при этом включение службы значительно облегчает поиск на карте.
- Как запретить Андроид-приложениям доступ к данным геолокации
- Как отключить GPS и слежение на Андроид?
- Геоданные
- Тональный режим в телефоне
- Настройки местоположения на Самсунг
Эмбарго на A-GPS или почему смартфоны стали плохо определять местоположение

Ориентировочно с мая 2022 года в разных темах на форуме 4PDA и других интернет-площадках начали появляться сообщения вида «Что-то смартфон стал плохо ловить спутники GPS и показывать точное местоположение». Многие связывали это с обновлениями прошивок, пробовали откатываться на старые версии, использовать различные приложения, дергающие различные API Android для сброса настроек GPS.
Объединяло все эти жалобы два момента: все смартфоны на чипах Qualcomm Snapdragon различных поколений, и все пользователи были из РФ.
Но давайте по порядку.
Disclaimer: я не специалист GNSS и могу в чем-то ошибаться. Для раскладывания по полочкам знаний о GPS очень помогли комментарии @Jef239к одному посту.
Чтобы устройство могло определить свое местоположение по спутниковым навигационным системам (GPS, ГЛОНАСС, Galileo, Beidou, . ), ему надо принимать и успешно декодировать сигналы минимум от четырех спутников, для которых устройство знает их точное положение.
Эфемериды — это точное положение спутника на ближайшие несколько часов. Каждый спутник передает только свои эфемериды, и их прием занимает порядка 20-60 секунд.
Альманахи — это ориентировочное положение всех спутников группировки на ближайшие недели. Имея альманахи, помня свое старое местоположение и зная текущее время, устройство на старте может не анализировать всю полосу частот, а сразу вычислить, какие спутники на каких частотах (с учетом доплеровского смещения) можно ожидать услышать. Правда, это дает обратный эффект например после перелета в другой город. Прием альманахов на смартфоне занимает минимум 10-15 минут при уверенном сигнале. (В комментариях подсказывают: полное время передачи суперкадра — 12.5 минут для NAVSTAR/GPS и 2.5 минуты для GLONASS, но на практике на смартфоне в городе у меня всегда получалось больше)
Устройства без связи с интернетом (скажем, автономные GPS-навигаторы) получают эти данные только со спутников, и холодный старт на открытой местности обычно занимает несколько минут.
Устройства с доступом в интернет могут получать эфемериды, альманахи и время через интернет (это и называется A-GPS). Кроме того, смартфоны также могут определять свое приблизительное местоположение, используя информацию о вышках мобильных операторов или точках WiFi. Даже если у вас в настройках выключена геолокация по сетям от Google/Apple, некоторые приложения (скажем, 2ГИС или Яндекс Карты) могут использовать свои базы.
Благодаря всему этому люди привыкли видеть приблизительное местоположение уже через несколько секунд после открытия карты, а еще через несколько секунд ожидают увидеть точную точку на карте. А многие сейчас вообще считают, что геолокация работает только через интернет и в лесу без покрытия мобильной сети местоположение не определить в принципе — этому мнению способствует и динамическая подгрузка карт через интернет.
Итак, летом Android-смартфон стал определять местоположение с очень большой задержкой. Открываю GPSTest и пробую понять что происходит:

- Смартфон видит сигналы от 7 спутников GPS, 4 спутников GLONASS и 3 спутников Galileo (столбец C/N0).
- Есть эфемериды («E» в столбце Flags) только одного спутника GPS, одного спутника GLONASS (но мы его не слышим сейчас) и одного спутника Galileo.
- Есть альманахи для GLONASS и Galileo («A» в стобце Flags) и в списке отображается, какие еще спутники предположительно можем услышать.
Если подождать подольше, смартфон получит эфемериды еще парочки спутников и сможет рассчитать свое местоположение, а в столбце Flags у использованных для вычисления местоположения спутников появится «U» (used):

Постойте, а почему это у нас нет альманахов для GPS? Ведь A-GPS в большинстве смартфонов в первую очередь передает данные для GPS!
Бездумно пробую в меню GPSTest нажать «Clear Assist data», «Inject PSDS data», перезапускаю приложение, перезагружаю смартфон. Теперь вообще ничего нет, и приходится ждать минут десять, пока появятся эфемериды хотя бы 4 спутников. Да, явно не работает A-GPS. На ум лезут мысли про блокировки Роскомнадзора.
А откуда там смартфон получает данные A-GPS? Гуглежка подсказывает аббревиатуры XTRA, SUPL, .
Отключаю мобильную сеть, оставляю только WiFi, запускаю tcpdump на роутере, «Clear Assist data», перезагрузка, ищу в дампе что-нибудь интересное.

Смартфон идет за файлом http://path3.xtracloud.net/xtra3Mi_eph.bin
Из РФ домен «path3.xtracloud.net» резолвится так:
path3.xtracloud.net. 32 IN CNAME path3_new.qcomgeo2.com. path3_new.qcomgeo2.com. 29 IN CNAME embargo.xboxprod.izatcloud.net. embargo.xboxprod.izatcloud.net. 26 IN A 54.70.12.181 embargo.xboxprod.izatcloud.net. 26 IN A 54.70.147.98 embargo.xboxprod.izatcloud.net. 26 IN A 34.215.213.136
Отдаваемый файл xtra3Mi_eph.bin весит 191 байт.
С виртуалки в Европе:
path3.xtracloud.net. 0 IN CNAME path3_new.qcomgeo2.com. path3_new.qcomgeo2.com. 0 IN CNAME xtrapath6.xboxprod.izatcloud.net. xtrapath6.xboxprod.izatcloud.net. 0 IN A 18.66.97.127 xtrapath6.xboxprod.izatcloud.net. 0 IN A 18.66.97.57 xtrapath6.xboxprod.izatcloud.net. 0 IN A 18.66.97.95 xtrapath6.xboxprod.izatcloud.net. 0 IN A 18.66.97.23
И файл уже имеет размер 386 байт.
Все эти домены принадлежат Qualcomm. Формат данных A-GPS — проприетарный и у каждого вендора свой.
Завернув трафик смартфона в VPN на роутере, A-GPS ожил. Таким образом, стало понятно, что проблема наверняка затрагивает не одну модель, и не одного производителя смартфонов — а большинство смартфонов на чипах Qualcomm.
Как заметил @ValdikSSв комментариях, NS-сервер домена qcomgeo2.com похоже обрабатывает EDNS Client Subnet (подсеть клиента) из DNS-запроса, который передают многие публичные DNS-серверы. Таким образом, возможно простым решением может быть использование DNS-серверов, не передающих эти данные.
Возможно, некоторые производители используют другие адреса и проксируют данные через себя, но как минимум Asus, Nokia и OnePlus получают данные с этого адреса. При получении файла с домена embargo.xboxprod.izatcloud.net некоторые смартфоны затирают данные альманахов как минимум для GPS, даже если они были получены со спутников.
Обновление: в комментариях выяснили (1, 2), что как минимум некоторые смартфоны на чипах Samsung Exynos и Huawei Kirin, а так же некоторые смартфоны Samsung на чипах Qualcomm для получения информации A-GPS используют домен gllto.glpals.com , который сейчас для IP-адресов РФ выдает ошибку 403:
$ wget http://gllto1.glpals.com/4day/v4/latest/lto2.dat --2022-10-24 20:59:30-- http://gllto1.glpals.com/4day/v4/latest/lto2.dat Resolving gllto1.glpals.com (gllto1.glpals.com). 68.232.34.9 Connecting to gllto1.glpals.com (gllto1.glpals.com)|68.232.34.9|:80. connected. HTTP request sent, awaiting response. 403 Forbidden 2022-10-24 20:59:30 ERROR 403: Forbidden.
Судя по SOA-записи домена glpals.com, этот домен принадлежит Broadcom:
glpals.com. 7 IN SOA ns1.glpals.com. gps_netops.broadcom.com. 2019011001 7200 900 1209600 86400
Таким образом, можно говорить о том, что устройства с чипами GNSS от Broadcom тоже не имеют возможности обновлять информацию A-GPS в РФ.
Что такое ГЛОНАСС в смартфоне?

Олег Иванов





Прочитали: 14706
Время чтения: 5 мин.
Глобальная навигационная система ГЛОНАСС успешно применяется не только в автомобильной индустрии, в сфере грузовых и пассажирских перевозок, но и в бытовых условиях – например, в телефонах. Еще несколько лет назад эту систему поддерживало не больше 10% устройств, но сегодня почти все ведущие мировые бренды, включая Apple и Samsung, выпускают смартфоны, совместимые с ГЛОНАСС, и эта тенденция будет продолжаться и дальше.
Зачем нужен? ГЛОНАСС в смартфонах?
ГЛОНАСС в телефоне служит для повышения качества навигации. Например, если вы хотите узнать свое точное местоположение или проложить идеальный маршрут до нужной точки, особенно когда оказались далеко от дома, вам на помощь приходят навигационные системы. GPS и ГЛОНАСС, вопреки стереотипам, призваны не заменить, а дополнить друг друга. Где-то качество покрытия и точность данных выше у GPS, а где-то – у ГЛОНАСС. Все просто.
Какие смартфоны поддерживают ГЛОНАСС?
Вот перечень брендов и конкретных устройств, которые взаимодействуют с ГЛОНАСС:
- Apple. Можно покупать любую модель, начиная с архаичной Apple iPhone 4s. Они прекрасно совместимы с ГЛОНАСС.
- Samsung. Поддерживают отечественную навигацию абсолютно все модели, начиная от серий J и A и заканчивая серией S.
- Xiaomi. Популярный китайский бренд обеспечил совместимость с ГЛОНАСС практически всех выпускаемых устройств.
- Yota. Неудивительно, что наш бренд работает с нашей же системой навигации;
- Много других брендов – почти все, кроме малоизвестных китайских.
Чтобы убедиться, что смартфон, который вы хотите купить, поддерживает ГЛОНАСС, вы можете прочесть его технические характеристики в интернет-магазине или же спросить у консультанта в обычной розничной точке. Но, как правило, когда речь идет об устройствах популярных марок, абсолютно все они совместимы с ГЛОНАСС.
Также проверить поддержку ГЛОНАСС элементарно просто, если у вас уже есть смартфон или возможность взять его на пару минут. В меню устройства нужно открыть настройки навигации, в нем отдельным пунктом должен быть указан ГЛОНАСС. Также существует специальное программное обеспечение, которое ищет спутники и тестирует навигацию смартфона.
Так что же лучше: GPS или ГЛОНАСС?
GPS и ГЛОНАСС теоретически могли бы заменить друг друга, но они становятся эффективнее, когда дополняют информацию и делают ее более точной. Погрешность GPS составляет примерно до 2 метров, а ГЛОНАСС – до 3 метров, но фактически эти цифры ни о чем не говорят, потому что качество определения геопозиции зависят от того, где расположены спутники в данный момент, а они постоянно двигаются. Кроме того, точность ГЛОНАСС чуть выше в северных параллелях, именно поэтому нашу систему так любят, к примеру, норвежские рыбаки. У GPS, напротив, есть преимущество в южных параллелях.
Но самое интересное, что если использовать обе системы сразу, а такая функция есть во всех смартфонах, которые поддерживают ГЛОНАСС, то погрешность снижается примерно до 1.25 метров – именно в этом заключается преимущество взаимодействия двух методов навигации. По некоторым сведениям, американская служба спасения 911 планировала использовать ГЛОНАСС вместе с GPS для улучшения точности определения места, из которого поступает звонок. Пока что до этого не дошло, но кто знает, что случится в будущем?
