GPS хакерского разлива
Содержание:
1. GPS (Вы читаете данный раздел);
2. NMEA-0183;
3. Алгоритм Брезенхема;
4. Железо и NEO-6M.
Собираем GPS-радар на базе STM32F3DISCOVERY и U-BLOX NEO-6M.
Конечно, ты можешь купить GPS-приемник в Китае за несколько долларов. А можешь и не покупать — все равно он есть у тебя в телефоне, в навигаторе в машине... Но если ты хочешь быть настоящим хакером-инженером и разобраться в технологии GPS на низком уровне, то добро пожаловать в эту статью. Разберемся так, что мало не покажется!
История разработки глобальной системы позиционирования (Global Positioning System, GPS) уходит корнями в 50-е годы прошлого века, а первый спутник был запущен в 1974 году. Первоначально система использовалась лишь военными, но после трагедии с самолетом авиакомпании Korean Airlines, который был сбит над территорией СССР, гражданские службы также получили возможность работы с GPS. В 1993-м окончательно было решено предоставить GPS для использования гражданскими службами на безвозмездной основе, а после отключения намеренного округления положения точность возросла со ста метров до двадцати. В наши дни точность продолжает увеличиваться, а стоимость приемников — снижаться. Поэтому сделать GPS-логгер, ну или навигатор, может любой - и не только в minecraft 0.10.0 (http://mine-space.ru), но и в реальной жизни!.
Итак, что же должно делать наше устройство?
1. Получить информацию о текущем положении от GPS-приемника,
2. Разобрать ее.
3. Показать на экране текущее положение приемника, а также видимые спутники.
Для этого придется узнать, что таится за терминами GPS, NMEA-0183 и алгоритм Брезенхема.
Конечно, детально разбираться в нюансах работы GPS не требуется, поскольку всю работу по вычислению координат, скорости, курса и других параметров за нас возьмет на себя GPS-приемник. Но базу знать надо. В первую очередь надо понять, что GPS-приемник ничего и никогда не передает спутникам. Если ты мне не веришь, то просто обрати внимание, что приемники могут быть размером с флешку, в то время как антенны спутниковых телефонов порой больше самого телефона. Задача спутниковой навигации заключается в определении приемником своих координат, если известны точные координаты передатчиков. Если мы знаем расстояние до спутников, то с помощью элементарных геометрических построений можно с некоторой точностью рассчитать свои координаты.
Для нахождения расстояния между приемником и передатчиком необходимо сначала синхронизировать их часы, а затем посчитать искомое расстояние, зная скорость распространения радиоволны, а также задержку между временем передачи и временем приема.
Как я уже писал выше, приемнику необходимо знать точные положения передатчиков. Подобная информация предоставляется передатчиком и называется «альманах». Естественно, эта информация устаревает, поэтому в зависимости от «свежести» альманаха можно выделить три типа задержки между включением приемника и определения его первых точных координат: «холодный старт», «теплый старт» и «горячий старт».
Существуют способы, которые позволяют уменьшить время старта: AGPS (получение альманаха альтернативными способами — через интернет или Почтой России), DGPS (исключение искажения сигнала атмосферой) и другие. Но я их рассматривать не буду, поскольку для выполнения поставленной задачи этого не нужно.
Теперь разберемся с тем, в каком же виде рассчитанные координаты появляются на выходе устройства. Для этого существует специальный стандарт.
1.
2. NMEA-0183;
3. Алгоритм Брезенхема;
4. Железо и NEO-6M.
Собираем GPS-радар на базе STM32F3DISCOVERY и U-BLOX NEO-6M.
Конечно, ты можешь купить GPS-приемник в Китае за несколько долларов. А можешь и не покупать — все равно он есть у тебя в телефоне, в навигаторе в машине... Но если ты хочешь быть настоящим хакером-инженером и разобраться в технологии GPS на низком уровне, то добро пожаловать в эту статью. Разберемся так, что мало не покажется!
История разработки глобальной системы позиционирования (Global Positioning System, GPS) уходит корнями в 50-е годы прошлого века, а первый спутник был запущен в 1974 году. Первоначально система использовалась лишь военными, но после трагедии с самолетом авиакомпании Korean Airlines, который был сбит над территорией СССР, гражданские службы также получили возможность работы с GPS. В 1993-м окончательно было решено предоставить GPS для использования гражданскими службами на безвозмездной основе, а после отключения намеренного округления положения точность возросла со ста метров до двадцати. В наши дни точность продолжает увеличиваться, а стоимость приемников — снижаться. Поэтому сделать GPS-логгер, ну или навигатор, может любой - и не только в minecraft 0.10.0 (http://mine-space.ru), но и в реальной жизни!.
МАТЧАСТЬ
Итак, что же должно делать наше устройство?
1. Получить информацию о текущем положении от GPS-приемника,
2. Разобрать ее.
3. Показать на экране текущее положение приемника, а также видимые спутники.
Для этого придется узнать, что таится за терминами GPS, NMEA-0183 и алгоритм Брезенхема.
GPS
Конечно, детально разбираться в нюансах работы GPS не требуется, поскольку всю работу по вычислению координат, скорости, курса и других параметров за нас возьмет на себя GPS-приемник. Но базу знать надо. В первую очередь надо понять, что GPS-приемник ничего и никогда не передает спутникам. Если ты мне не веришь, то просто обрати внимание, что приемники могут быть размером с флешку, в то время как антенны спутниковых телефонов порой больше самого телефона. Задача спутниковой навигации заключается в определении приемником своих координат, если известны точные координаты передатчиков. Если мы знаем расстояние до спутников, то с помощью элементарных геометрических построений можно с некоторой точностью рассчитать свои координаты.
Для нахождения расстояния между приемником и передатчиком необходимо сначала синхронизировать их часы, а затем посчитать искомое расстояние, зная скорость распространения радиоволны, а также задержку между временем передачи и временем приема.
Как я уже писал выше, приемнику необходимо знать точные положения передатчиков. Подобная информация предоставляется передатчиком и называется «альманах». Естественно, эта информация устаревает, поэтому в зависимости от «свежести» альманаха можно выделить три типа задержки между включением приемника и определения его первых точных координат: «холодный старт», «теплый старт» и «горячий старт».
Существуют способы, которые позволяют уменьшить время старта: AGPS (получение альманаха альтернативными способами — через интернет или Почтой России), DGPS (исключение искажения сигнала атмосферой) и другие. Но я их рассматривать не буду, поскольку для выполнения поставленной задачи этого не нужно.
Теперь разберемся с тем, в каком же виде рассчитанные координаты появляются на выходе устройства. Для этого существует специальный стандарт.
