Роль GPS в расчете расстояния в реальном времени с помощью трекера для собак

Как трекеры для собак используют спутниковые сигналы для определения местоположения

Большинство современных трекеров для собак определяют местоположение животного посредством обмена сигналами со спутниками GPS, о которых мы все знаем. Как только устройство включено, ему необходимо установить связь как минимум с четырьмя различными спутниками, чтобы определить точное время возврата сигналов, а затем оно выполняет сложный процесс, называемый трилатерацией, чтобы найти реальное местоположение. Более качественные устройства обновляют данные о местоположении примерно каждые несколько секунд, поэтому владельцы получают довольно точную информацию большую часть времени — обычно в пределах 5–10 метров, если на пути нет деревьев или зданий. Конечно, это работает лучше всего, если щенок не прячется под крыльцом или в другом месте с плохим приемом спутниковых сигналов.

Точность GPS на открытой местности и в условиях препятствий

Надежность GPS резко отличается в зависимости от окружения:

Высокие здания, металлические конструкции и густой древесный покров могут отклонять или блокировать сигналы GPS, вызывая временное «дрейфование» данных о местоположении

Поддержка нескольких спутниковых систем (GLONASS, Galileo) для повышения точности определения местоположения

Современные устройства для отслеживания местоположения уже не полагаются только на GPS. Они комбинируют сигналы GPS с другими глобальными спутниковыми системами, такими как российская ГЛОНАСС и европейская система Galileo. Это позволяет использовать в общей сложности в два-три раза больше спутников. Что это означает? Гораздо меньше зон с плохим сигналом при движении в гористой местности или густо застроенных городских районах. Улучшенный приём сигнала делает такие устройства, использующие несколько спутниковых систем, на 30–50 % точнее старых моделей, работавших только с GPS. Это подтверждается и практическими испытаниями. Согласно исследованиям, опубликованным в прошлом году в журналах, посвящённых геолокации, устройства, объединяющие GPS и ГЛОНАСС, определяют своё местоположение примерно на 20 % быстрее в местах, где сигналы могут блокироваться.

Благодаря объединению спутниковых сетей и динамической фильтрации сигналов эти системы обеспечивают расчёт расстояния в режиме реального времени даже при резких изменениях окружающей среды.

Интеграция сотовой связи, Wi-Fi и Bluetooth для повышения надёжности отслеживания

Как сотовые и Wi-Fi-сети помогают GPS в обновлении расстояния в реальном времени

Современные устройства для отслеживания местоположения собак работают за счет комбинации GPS-технологии с сотовыми сетями и подключениями Wi-Fi, чтобы продолжать обновлять данные о местоположении, даже когда спутники не обеспечивают сильный сигнал. Представьте городские условия, где высокие здания часто блокируют около 30–40 процентов GPS-сигналов. Вот здесь и вступают в действие сотовые вышки, которые определяют местоположение устройства на основе того, к каким вышкам оно подключено, и силы сигналов. Также работает и Wi-Fi. Эти маленькие устройства проверяют ближайшие точки доступа Wi-Fi по обширным базам данных известных сетей, что позволяет определить их местоположение с точностью до 15–30 метров. Комбинация всех этих технологий гарантирует владельцам животных постоянное обновление информации о местоположении, независимо от того, прогуливаются ли они по оживленным улицам города или сталкиваются с внезапными дождями, которые могут помешать спутниковым сигналам.

Системы ускоренной спутниковой навигации (A-GPS) и резервные сигналы для более быстрого определения местоположения

Технология ускоренной спутниковой навигации A-GPS значительно сокращает время поиска точных координат, уменьшая время ожидания с более чем 30 секунд до менее чем пяти, за счёт получения данных спутников через сотовые сети. Исследования 2022 года показали, что такие системы могут повысить точность определения местоположения почти на две трети в городских районах по сравнению с обычным GPS. Когда устройство не может получить сигнал от достаточного количества спутников, оно умело переключается на определение местоположения на основе ближайших сотовых вышек. Это означает, что у пользователей не возникает раздражающих пропусков на карте при кратковременном ухудшении сигнала.

Bluetooth и Wi-Fi для определения местоположения внутри помещений, когда GPS-сигнал недоступен

Собаки, бродящие вокруг домов или проникающие в подвалы, теперь могут отслеживаться благодаря таким технологиям, как Bluetooth 5.1. Более новая версия определяет местоположение питомцев на расстоянии до 100 метров, анализируя силу сигналов. В то же время системы Wi-Fi отображают внутренние пространства, основываясь на расположении маршрутизаторов по всему дому. Исследования показывают, что Bluetooth также работает довольно хорошо, обеспечивая точность около 87% при отслеживании предметов, которые не перемещаются внутри зданий с несколькими комнатами. Это означает, что владельцы собак могут определить, находится ли их питомец в гостиной или каким-то образом попал в сарай сзади. Для отслеживания через Wi-Fi важно сравнение текущих сетей с ранее составленной картой. Результатом является довольно высокая точность внутри помещений, обычно отслеживание осуществляется с погрешностью 3–5 метров большую часть времени.

Геозаборы и уведомления на основе расстояния для безопасности домашних животных

Как геозаборы обеспечивают мониторинг расстояния в реальном времени и уведомления о границах

Современные устройства для отслеживания местоположения собак используют технологию, называемую геозонами, чтобы создать невидимые границы вокруг мест, где питомцам безопасно находиться, например, вокруг заднего двора или парка в районе проживания. Если животное приближается к одной из заданных зон, система проверяет текущее местоположение трекера и отправляет уведомление при приближении к границе. Некоторые усовершенствованные модели комбинируют сигналы спутников и данные сотовых вышек, чтобы работать быстрее, поэтому большинство пользователей получают обновления местоположения примерно через 3–7 секунд в зависимости от условий. Быстрое время отклика особенно важно, если нужно следить за активными собаками, которые склонны неожиданно убегать.

Настройка безопасных зон и получение уведомлений о выходе

Владельцы домашних животных создают собственные безопасные зоны с помощью приложения, рисуя круги на расстоянии от примерно 50 метров до 5 километров. Как только пушистый друг выходит за пределы этой зоны, телефон немедленно получает уведомление. Умные устройства отслеживания действительно умеют различать, убежал ли намеренно пес или просто случайно отошёл. Они игнорируют небольшие выходы менее чем на 2 метра, но обязательно уведомят, если питомец находится вне зоны более полуминуты. Это помогает сократить количество ложных срабатываний, сохраняя при этом контроль над перемещением домашних животных.

Снижение количества ложных срабатываний, вызванных дрейфом GPS вблизи виртуальных границ

GPS не идеален, особенно в городах, где сигналы могут отклоняться на 5–10 метров. Большинство систем борются с этой проблемой, усредняя данные о местоположении в течение 15-секундного интервала. Для внутреннего позиционирования многие устройства фактически используют как сигналы Wi-Fi, так и маяки Bluetooth вместе с данными GPS. Недавнее исследование в области технологий для домашних животных показало, что такое комбинирование снижает количество надоедливых ложных срабатываний примерно на две трети. В систему также включены так называемые маржи буфера вокруг границ зон, обычно шириной от 3 до 8 метров. Эти буферы предотвращают срабатывание устройства каждый раз, когда координаты немного колеблются, но это колебание не имеет реального значения.

Алгоритмы вычисления расстояния и функции мониторинга в реальном времени

Евклидовы и основанные на маршрутах модели для расчета расстояния от дома

Большинство устройств для отслеживания собак используют один из двух основных способов определения пройденного ими расстояния. Первый — это так называемое евклидово расстояние, которое предполагает проведение прямой линии между точками, как если бы птица могла просто пролететь напрямую. Однако в последнее время все чаще стали использоваться трекеры, основанные на моделировании по маршруту. Эти современные системы действительно учитывают препятствия, которые могут помешать собаке пройти тем или иным путем, такие как заборы вокруг участков или реки, пересекающие поля. Согласно исследованию, опубликованному в прошлом году в журналах по отслеживанию животных, когда производители комбинируют различные методы вычисления, их продукты допускают меньше ошибок при определении границ. Одно исследование показало, что уровень ошибок снизился примерно на 40% по сравнению со старыми моделями, которые использовали только один тип математических расчетов. Это означает, что владельцы получают более точную информацию о том, где находится их питомец относительно дома, что особенно важно, когда собаки уходят в труднодоступную местность.

Режим живого отслеживания и история местоположений в приложениях для отслеживания собак

GPS-устройства, обновляющие информацию о местоположении примерно каждые 2–10 секунд, позволяют отслеживать местоположение в режиме реального времени, а также просматривать данные о перемещениях питомцев в течение дня или даже нескольких дней. Лучшие приложения для отслеживания животных отображают всю эту информацию на детализированных картах с различными слоями, чтобы владельцы могли видеть, исследуют ли их питомцы новые места или остаются в привычных зонах. Если происходит что-то необычное, например, если Фафлик внезапно уходит далеко от своего обычного маршрута в парке, большинство систем немедленно отправляют уведомление, чтобы сообщить владельцу, что, возможно, произошло что-то непредвиденное.

Динамическое обновление расстояния с использованием непрерывного отслеживания местоположения

Современные устройства слежения работают более эффективно, активируя функцию выборки только при необходимости. Когда животное резко ускоряется или замедляется, трекер переходит в высокую передачу, отправляя обновления местоположения со скоростью пять раз в секунду вместо одного раза в минуту в обычном режиме. Такой умный подход экономит энергию, когда животные отдыхают неподалёку от дома, но при этом предоставляет почти мгновенные данные, когда они решают выскочить за дверь. Система затем сравнивает все эти показания местоположения с заранее заданными границами безопасной зоны, чтобы определить, насколько далеко животное ушло и где может потребоваться перехватить его, если оно направляется в опасные зоны.

Преодоление трудностей слежения внутри и вне помещений

Ограничения GPS под древесным покровом, внутри зданий или рядом с металлическими конструкциями

Устройства для отслеживания собак теряют сигнал в сложных условиях. В густом лесу GPS часто сбивается, выдавая погрешность от 5 до 15 метров. Внутри помещений ситуация ещё хуже, так как спутники вообще не могут проникнуть сквозь стены. Металлические конструкции, такие как мосты и здания, тоже создают проблемы — они отражают радиосигналы, из-за чего координаты животного могут отображаться на десятки метров в стороне от реального местоположения. Вот почему одного только GPS недостаточно, чтобы надежно находить питомцев в городах или лесах, где сигналы ведут себя непредсказуемо.

Гибридные решения для отслеживания: комбинация GPS, Wi-Fi и Bluetooth для бесперебойного покрытия

Лучшие системы отслеживания полагаются на метод, называемый триангуляцией, чтобы отслеживать, куда что движется. Большинство людей знают о GPS, но когда сигналы спутников становятся нестабильными, эти умные устройства переключаются на другие методы. Они ищут ближайшие маршрутизаторы Wi-Fi, чтобы получить информацию о местоположении в радиусе примерно 10–20 метров. Ещё лучше маленькие маяки Bluetooth, которые могут определять местоположение с точностью до 1–2 метров. Некоторые недавние испытания 2023 года показали, что устройства, использующие несколько технологий, сохраняют точность примерно в 89% случаев внутри зданий, тогда как обычный GPS справлялся лишь в 22% случаев. Это делает большую разницу, когда вы пытаетесь отследить, куда убежал питомец, например, спрятался под домом или умчался сквозь людной парк.

Роль сетей с низким энергопотреблением и широкой зоной покрытия (LPWAN) в увеличении дальности действия трекеров

В сельской местности технология сети с низким энергопотреблением и широкой зоной покрытия (LPWAN), такая как LoRaWAN, обеспечивает связь на расстоянии от примерно 2 до 15 километров, при этом потребляя очень мало энергии. Традиционные сотовые сети быстро разряжают аккумулятор, но устройства для отслеживания местоположения собак, работающие на основе LPWAN, могут работать от одного заряда от шести до восьми месяцев. Эти устройства отправляют обновления о местоположении даже при наличии препятствий на пути, будь то холмы или толстые стены сарая. Вот почему многие фермеры и люди, живущие вдали от цивилизации, считают эти трекеры очень полезными, особенно потому что обычный мобильный сигнал часто вообще не доходит до этих удаленных мест.

Раздел часто задаваемых вопросов

Что делает трекер для собак, когда GPS-сигналы блокируются внутри помещений?

Когда GPS-сигналы блокируются внутри помещений, трекеры для собак обычно переключаются на использование Wi-Fi и Bluetooth для определения местоположения, что обеспечивает точное отслеживание в пределах нескольких метров.

Насколько точны трекеры для собак в густо населенных городских районах?

В густо населенных городских условиях трекеры для собак могут обеспечивать точность от 15 до 30 метров из-за отражения сигнала от зданий.

Могут ли владельцы животных получать уведомления, если их собаки уходят из заданной безопасной зоны?

Да, владельцы животных могут настроить безопасные зоны с помощью приложений для отслеживания, и они сразу же получат уведомления, если их собаки покинут эти зоны.