2ГИС запустил навигацию без GPS и связи: как работает по гироскопу и акселерометру

Российский навигационный сервис 2ГИС внедрил технологию, которая позволяет ориентироваться на местности без спутниковой навигации, сотовой связи и Wi-Fi. Вместо этого приложение использует данные гироскопа и акселерометра — датчиков, встроенных практически в любой современный смартфон, включая бюджетные модели Android стоимостью менее 6 тысяч рублей. Нововведение призвано решить проблему потери сигнала в зонах с глушением GPS и ГЛОНАСС, а также в местах с нестабильным мобильным интернетом, что особенно актуально для ряда российских регионов.

Как работает навигация без спутников

Разработчики 2ГИС реализовали режим навигации, основанный на инерциальных датчиках — гироскопе и акселерометре. Эти сенсоры измеряют ускорение и угловую скорость устройства, позволяя алгоритмам вычислять перемещение и направление движения относительно начальной точки. Система не требует внешних источников сигнала: ни спутников GPS/ГЛОНАСС, ни вышек сотовой связи, ни точек Wi-Fi. Для работы достаточно однократно загрузить карту местности в память устройства.

Принцип действия напоминает инерциальную навигацию, используемую в авиации и подводных лодках, но адаптированную для мобильных платформ. Алгоритмы 2ГИС непрерывно обрабатывают данные с датчиков, корректируя погрешности, которые неизбежно накапливаются со временем. Пока неизвестно, насколько точным оказывается позиционирование при длительном использовании — разработчики не раскрыли детали тестирования. Однако в условиях кратковременной потери сигнала, например при проходе через тоннель или паркинг, функция может оказаться незаменимой.

Предыстория и контекст

Проблема глушения спутниковой навигации и мобильной связи особенно актуальна для ряда регионов России. В приграничных зонах и на территориях, где развернуты системы радиоэлектронной борьбы (РЭБ), GPS и ГЛОНАСС могут полностью пропадать, а сотовые сети — работать с перебоями или быть заблокированы. Пользователи навигационных сервисов в таких местах сталкиваются с невозможностью построить маршрут или отследить своё положение на карте. 2ГИС — не первый сервис, который пытается решить эту задачу. Ранее аналогичные технологии предлагали некоторые западные приложения, но они не были адаптированы под российские реалии и картографические данные.

Интересно, что 2ГИС уже давно развивает офлайн-функционал: приложение позволяет скачивать карты городов для использования без интернета. Однако до сих пор для определения текущего местоположения требовался хотя бы слабый сигнал GPS или Wi-Fi. Новая функция делает навигацию полностью автономной от внешних источников, что особенно ценно в условиях, когда связь глушат намеренно.

Чем отличается от обычной навигации по GPS?

Обычная навигация полагается на триангуляцию сигналов со спутников: приёмник вычисляет расстояние до нескольких спутников и определяет координаты с точностью до нескольких метров. Инерциальная навигация, напротив, не требует внешних сигналов — она вычисляет положение относительно последней известной точки, интегрируя данные об ускорении и поворотах. Однако у этого метода есть недостаток: ошибки накапливаются со временем (дрейф), поэтому для длительных маршрутов без периодической коррекции точность может снижаться. В 2ГИС, вероятно, используются алгоритмы фильтрации, которые минимизируют дрейф, но детали реализации не раскрываются.

Технические подробности

Гироскоп и акселерометр — это микроэлектромеханические системы (MEMS), которые входят в состав любого современного смартфона. Акселерометр измеряет линейное ускорение по трём осям, а гироскоп — угловую скорость вращения. Комбинируя эти данные, можно восстановить траекторию движения устройства. Однако на практике сигналы MEMS-датчиков зашумлены, и для получения приемлемой точности требуется сложная математическая обработка — фильтр Калмана или аналогичные алгоритмы.

2ГИС использует собственные разработки в области инерциальной навигации, которые, по заявлению компании, адаптированы для работы на мобильных устройствах с низким энергопотреблением. Точность позиционирования зависит от качества датчиков: в бюджетных смартфонах MEMS-сенсоры менее точны, чем в флагманских моделях. Разработчики не приводят конкретных цифр точности, но отмечают, что функция предназначена для ситуаций, когда другие методы недоступны, и не заменяет GPS при нормальных условиях.

Кого затронет и как

Новая функция в первую очередь будет полезна жителям и гостям регионов, где распространено глушение навигации и связи: приграничные районы, зоны проведения специальных операций, а также территории с плохим покрытием сотовых сетей. Водители, путешественники и курьеры, работающие в таких условиях, смогут продолжать пользоваться навигацией даже при полном отсутствии сигнала. Кроме того, функция пригодится в тоннелях, подземных паркингах и других местах, где GPS не работает.

Для обычных пользователей в городах с устойчивой связью нововведение может остаться незамеченным, но в критических ситуациях оно способно стать спасательным кругом. В России, где проблема глушения стоит особенно остро, 2ГИС получает конкурентное преимущество перед другими навигационными сервисами, такими как Яндекс.Карты или Google Maps, которые пока не предлагают аналогичного функционала. Однако в Google Maps есть возможность загружать офлайн-карты и использовать GPS без интернета, но при глушении спутниковых сигналов это не поможет.

Что будет дальше

На данный момент функция доступна в последней версии приложения 2ГИС для Android. О сроках появления на iOS не сообщается. Разработчики планируют совершенствовать алгоритмы, повышая точность и снижая энергопотребление. В перспективе возможно внедрение машинного обучения для компенсации ошибок датчиков. Также не исключено, что другие навигационные сервисы последуют примеру 2ГИС и начнут внедрять инерциальную навигацию. Однако пока 2ГИС остаётся единственным массовым приложением в России, предлагающим такую возможность.

Итог

Внедрение навигации по гироскопу и акселерометру — важный шаг для повышения автономности мобильных навигаторов в условиях, где традиционные методы недоступны. Хотя точность инерциального позиционирования уступает спутниковому, в критических ситуациях эта функция может оказаться единственным способом не потеряться на местности. Для 2ГИС это также способ укрепить позиции в регионах с нестабильной связью и привлечь новую аудиторию. Следить за развитием технологии стоит всем, кто часто бывает в местах с плохим покрытием или опасается глушения сигналов.