Поддержка ГНСС
Вспомогательная GNSS ( A-GNSS ) — это система дополнения GNSS , которая часто значительно улучшает характеристики запуска, то есть время первого определения местоположения (TTFF), глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS). A-GNSS работает, предоставляя необходимые данные устройству через радиосеть вместо медленного спутникового канала, по сути «разогревая» приемник для исправления ситуации. Применительно к GPS он известен как вспомогательный GPS или дополненный GPS (обычно сокращенно A-GPS и реже aGPS ). Другие местные названия включают A-GANSS от Galileo и A-Beidou от BeiDou.
A-GPS широко используется в сотовых телефонах с поддержкой GPS , поскольку его развитие было ускорено требованием службы экстренной помощи США о 911 предоставлении данных о местоположении сотового телефона диспетчерам экстренных вызовов. [1]
Фон
[ редактировать ]Каждому устройству GPS требуются орбитальные данные о спутниках для расчета его положения. Скорость передачи спутникового сигнала составляет всего 50 бит/с, поэтому загрузка орбитальной информации, такой как эфемериды и альманах, непосредственно со спутников обычно занимает много времени, и если спутниковые сигналы теряются во время получения этой информации, она отбрасывается и автономную систему приходится начинать с нуля. В исключительно плохих условиях сигнала, например, в городских районах, спутниковые сигналы могут проявлять многолучевое распространение , когда сигналы проскакивают постройки или ослабляются метеорологическими условиями или кроной деревьев. Некоторые автономные GPS-навигаторы, используемые в плохих условиях, не могут определить местоположение из-за прерывания спутникового сигнала и вынуждены ждать лучшего приема спутников. Обычному устройству GPS может потребоваться до 12,5 минут (время, необходимое для загрузки GPS-альманаха и эфемерид ), чтобы решить проблему и обеспечить правильное местоположение. [2]
Операция
[ редактировать ]В A-GPS оператор сети A-GPS развертывает сервер , кэш-сервер для данных GPS. Эти серверы A-GPS загружают орбитальную информацию со спутника и сохраняют ее в базе данных. Устройство с поддержкой A-GPS может подключаться к этим серверам и загружать эту информацию, используя радиоканалы мобильной сети, такие как GSM , CDMA , WCDMA , LTE , или даже используя другие радиоканалы, такие как Wi-Fi или LoRa . Обычно скорость передачи данных этих носителей высока, поэтому загрузка орбитальной информации занимает меньше времени. Использование этой системы может дорого стоить пользователю. Для целей выставления счетов сетевые провайдеры часто считают это доступом к данным , который может стоить денег, в зависимости от тарифа . [3]
Точнее, функции A-GPS в основном зависят от сети Интернет или подключения к интернет-провайдеру (или CNP, в случае CP/мобильного телефона, подключенного к службе передачи данных поставщика сотовой сети). Мобильное устройство с внешним радиоприемником L1 и без механизма получения, отслеживания и позиционирования GPS работает только при наличии подключения к Интернету к интернет-провайдеру / CNP, где определение местоположения рассчитывается вне самого устройства. Он не работает в зонах без покрытия или подключения к Интернету (или рядом с вышками базовой приемопередатчика (BTS), в случае зоны покрытия службы CNP). Без каких-либо из этих ресурсов он не сможет подключиться к серверам A-GPS, обычно предоставляемым CNP. С другой стороны, мобильное устройство с набором микросхем GPS не требует подключения для передачи данных для сбора и обработки данных GPS для определения местоположения, поскольку оно получает данные непосредственно от спутников GPS и может самостоятельно вычислять определение местоположения. Однако наличие подключения для передачи данных может помочь улучшить производительность чипа GPS на мобильном устройстве.
Режимы работы
[ редактировать ]Помощь делится на две категории:
- На базе мобильной станции (MSB)
- Информация, используемая для более быстрого обнаружения спутников.
- Он может передавать орбитальные данные или альманах спутников GPS на приемник GPS, что в некоторых случаях позволяет приемнику GPS быстрее привязываться к спутникам.
- Сеть может обеспечить точное время.
- Поддержка мобильной станции (MSA)
- Расчет положения сервером с использованием информации GPS-приемника.
- Устройство делает снимок сигнала GPS с приблизительным временем, чтобы сервер позже обработал его и определил местоположение.
- Вспомогательный сервер имеет хороший спутниковый сигнал и достаточную вычислительную мощность, поэтому он может сравнивать фрагментарные сигналы, передаваемые на него.
- Точные координаты вышек сотовой связи позволяют лучше узнать местные ионосферные условия и другие условия, влияющие на сигнал GPS, чем только приемник GPS, что позволяет более точно рассчитать местоположение.
Не каждый сервер A-GNSS обеспечивает работу в режиме MSA из-за вычислительных затрат и уменьшения количества мобильных терминалов, неспособных выполнять собственные вычисления. Сервер SUPL Google этого не делает.
Типичный приемник с поддержкой A-GPS использует соединение для передачи данных (Интернет или другое) для связи с вспомогательным сервером для получения информации aGPS. Если он также имеет работающий автономный GPS, он может использовать автономный GPS, который иногда медленнее по времени первого исправления , но не зависит от сети и, следовательно, может работать за пределами диапазона сети и без взимания платы за использование данных. [3] Некоторые устройства A-GPS не имеют возможности вернуться к автономному или автономному GPS.
Связанные технологии
[ редактировать ]Многие мобильные телефоны сочетают в себе A-GPS и другие службы определения местоположения, включая систему позиционирования Wi-Fi и мультилатерацию сотовой связи , а иногда и гибридную систему позиционирования . [4]
Высокочувствительная GPS — это родственная технология, которая решает некоторые из этих проблем таким образом, что не требует дополнительной инфраструктуры. Однако, в отличие от некоторых форм A-GPS, высокочувствительный GPS не может мгновенно определить местоположение, если GPS-приемник выключен в течение некоторого времени.
Стандарты
[ редактировать ]Протоколы A-GPS являются частью протокола позиционирования, определенного двумя различными органами по стандартизации: 3GPP и Open Mobile Alliance (OMA) .
- плоскости управления Протокол
- Определено 3GPP для различных поколений систем мобильных телефонов. Эти протоколы определены для сетей с коммутацией каналов . Были определены следующие протоколы позиционирования.
- RRLP – 3GPP определил RRLP (протокол определения местоположения радиоресурсов) для поддержки протокола позиционирования в сетях GSM.
- TIA 801 — семейство CDMA2000 определило этот протокол для сетей CDMA 2000.
- Протокол позиции RRC. 3GPP определил этот протокол как часть стандарта RRC для сети UMTS .
- LPP – протокол позиционирования LPP или LTE, определенный 3GPP для сетей LTE .
- пользовательской плоскости Протокол
- Определен OMA для поддержки протоколов позиционирования в сетях с коммутацией пакетов . три поколения протокола Secure User Plane Location (SUPL): от версии 1.0 до версии 3.0. Определены
СУПЛ
[ редактировать ]Протокол SUPL (Secure User Plane Location), в отличие от его эквивалентов на уровне управления, ограниченных мобильными сетями, работает в Интернета инфраструктуре /IP TCP . Следовательно, его применение выходит за рамки первоначального использования мобильных устройств и может использоваться компьютерами общего назначения. [5] SUPL 3.0 узаконивает такое использование, добавляя доступ для WLAN и широкополосных подключений. [6]
Действия, определенные SUPL 3.0, включают широкий спектр услуг, таких как геозоны и выставление счетов. Функции A-GNSS определены в функциональной группе позиционирования SUPL. Он включает в себя: [6]
- Функция доставки помощи SUPL (SADF), которая предоставляет основную информацию, отправляемую на устройство в обоих режимах A-GNSS.
- Функция получения эталонных данных SUPL (SRRF), которая сообщает серверу подготовить упомянутую выше информацию путем ее получения со спутников.
- Функция расчета позиции SUPL (SPCF), которая позволяет клиенту или серверу запрашивать местоположение клиента. Местоположение, генерируемое сервером, может быть результатом MSA или мобильной соты. Если используется режим MSB (на основе SET), клиент вместо этого сообщает свое местоположение серверу.
Специфика связи определена в субстандарте ULP (Userplane Location Protocol) пакета SUPL. По состоянию на декабрь 2018 года поддерживаемые системы GNSS включают GPS, Galileo, ГЛОНАСС и BeiDou. [6]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Вспомогательный GPS: подход с низкой инфраструктурой» . GPS мир. 1 марта 2002 года . Проверено 11 июня 2008 г.
- ^ «Пользователь NavCen GPS. 3.5.3 Сборник альманаха» (PDF) . Navcen.uscvg.gov . Проверено 2 апреля 2017 г.
- ^ Jump up to: а б Низкий, Алоизий. «Телефоны» . CNET . Проверено 2 апреля 2017 г.
- ^ «Секреты iPhone, секреты iPad и секреты iPod Touch» . Эдепот.com . 30 сентября 2010 г. Проверено 2 апреля 2017 г.
- ^ Фернандес-Прадес, Карлес (17 июля 2022 г.). «Глобальные параметры приемника» . ГНСС-СДР .
- ^ Jump up to: а б с «Архитектура безопасного определения местоположения плоскости пользователя — кандидатская версия 3.0 [OMA-AD-SUPL-V3_0-20110920-C]» (PDF) . Открытый мобильный альянс . 20 сентября 2011 г. ( набор всех стандартов )