A-GPS (Assisted GPS)

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 21:15, 9 июня 2017.

A-GPS (англ. Assisted GPS) — система созданная чтобы улучшить работу GPS. Обыкновенный GPS не позволяет точно определить географические координаты в окружении высоких зданий, помещениях и под плотным покровом деревьев. При этих условиях сигнал GPS спутников имеет низкое качество, усложняющее позиционирование. Из-за этого у не A-GPS замедляется время позиционирования, так как он вынужден получать всю информацию о текущих координатах спутников от спутников GPS.В момент получения координат с неба, типовая чувствительность приемника -145Дб. A-GPS приемник решает эту проблему работая в режиме AssistNow, получает информацию о текущих координатах всех спутников от наземной станции.

Термин A-GPS (Assisted GPS) означает режим работы GPS-приемника, в котором часть необходимой для производства расчетов и определения местоположения информации (альманах, эфемериды, приблизительная оценка доплеровского сдвига) передается GPS-приемнику по дополнительному каналу, например через GPRS. Кроме того, провайдер предоставляющий A-GPS сервис может принимать спутниковые данные с GPS устройства клиента, обрабатывать их и возвращать готовые координаты. Могут быть и другие варианты использования данной технологии, но это уже зависит от провайдера (оператора) предоставляющего услугу A-GPS.[1]

A-gps-1.jpg

История

Впервые идея родилась у инженеров Джими Сеннота и Ральфа Тейлора, которые в 1981 году подали заявку на патент. В частности, они предложили «сигнал, помогающий захвату цели на автоматическое сопровождение, генерируемый наземной станцией, транслируемый на терминалы пользователя». Одним из разработчиков технологии была компания SnapTrack. Система дебютировала 1 октября 2001 года в США по сети службы спасения «911».

Режим работы

A-GPS Online, эта технология позволяет получать по наземным каналам координаты спутников каждый раз, когда необходимо быстро определить свои координаты. Каждый раз, если приемник не работал более 2 часов (холодный старт ).

A-GPS Offline, эта технология позволяет получать по наземным каналам координаты спутников только один раз в 15 дней и использовать их каждый раз когда необходимо определить координаты после длительного выключения (более 2 часов). Внутри модуля GPS существует математическая модель движения спутников и GPS приемник после получения координат по наземным каналам, корректирует свою модель движения спутников. Что позволяет предсказывать координаты спутников на следующие 15 дней. Предсказание на больший срок, резко понижает точность определения координат.

Переход с GPS на A-GPS

A-gps.gif

Необходимостью в разработке и внедрению A-GPS стало большое время задержки, которая возникает при начальном поиске устройства с навигацией GPS спутникового сигнала и данных с координатами от спутников. Задержка может составлять от десятка секунд и до нескольких минут в местности с большим количеством высотных сооружений. Использование A-GPS в мобильных устройствах не требует значительных затрат проектировщиков, так как по сравнению с чипами и антеннами GPS они занимают намного меньше места, а то и вовсе могут быть интегрированы в базовую платформу устройства.

Следует отметить, что для работы приемника A-GPS в сети Вашего мобильного оператора, требуется инфраструктура, развернутая на его базовых станциях, которая позволяет ретранслировать сигналы GPS. Дополнительные расходы операторов мобильной связи на аппаратуру могут привести к предоставлению услуги A-GPS за дополнительную плату.

Функции A-GPS

Для алгоритмов A-GPS необходим канал связи с удалённым сервером, который предоставляет информацию для приёмника. Для мобильных устройств этим каналом чаще всего является интернет-соединение с помощью сотовой связи либо Wi-Fi.

Определение приблизительного местоположения

Для мобильных телефонов определить приблизительное местоположение можно по базовым станциям (БС). Точность зависит от плотности установки базовых станций. Наибольшая плотность станций — в центрах городов. Точность в таких местах составляет от 20 до 500 метров. При уменьшении плотности, при ухудшении условий приёма и при увеличении расстояния до вышек точность снижается. На окраинах городов она составляет 1500—2000 метров.

Обновления альманаха

Обновления альманаха позволяет GPS-приёмнику знать, на каких частотах ожидать сигналы спутников, прежде, чем он получит обновления из сигнала. Время до первого местоопределения (TTFF) уменьшается с 30 секунд до примерно 1 секунды, также повышается чувствительность A-GPS-приёмника (до 20-30 дБГц), что позволяет определять местоположение при более слабом или нестабильном уровне сигналов (снижается требование по зашумленности принимаемого сигнала).[2]

Плюсы и минусы

Плюсы

Среди преимуществ A-GPS стоит отметить быстрое получение местоположения сразу после включения и повышенную чувствительность приёма слабых сигналов в проблемных зонах (тоннелях, впадинах, в помещениях, на узких городских улицах, в густом лиственном лесу).

Минусы

A-GPS не может функционировать за пределами действия сотовой сети. Существуют приёмники с модулем A-GPS, объединенным с радиомодулем GSM, которые не могут стартовать при отключенном радиомодуле. Для старта самого модуля A-GPS наличие сети GSM не является обязательным. Модули A-GPS при запуске потребляют небольшой трафик 5-7 кБ, а вот при потере сигнала необходимо выполнение повторной синхронизации, что может увеличить затраты клиента, особенно в роуминге.[3]

Терминология

Almanac Data (Альманах). Набор данных об орбитах и работоспособности всех спутников созвездия, передаваемый каждым спутником в его навигационном сообщении. Данные альманаха используются в приемнике GPS для быстрого поиска и ”захвата” сигналов спутников непосредственно после его включения. Обновленная наземной станцией загрузки версия альманаха действительна в течение 28 суток.

TTFF (Time To First Fix ). Время до первого местоопределения. Время, которое затрачивается приемником GPS от момента его включения до первой выдачи координат.

Doppler Shift (Доплеровский сдвиг). Разница между частотами принятого и излученного сигналов, пропорциональная скорости взаимного сближения (удаления) приемника и передатчика.

Ephemeris (Эфемериды). Предвычисленные координаты спутника на орбите, т.е. прогноз его движения в пространстве и времени. Для текущего момента времени вычисляются пользовательским приемником GPS на основе эфемеридных данных (Ephemeris Data), содержащихся в навигационном сообщении спутника.

Ephemeris Data (Эфемеридные данные). Информация, передаваемая спутником в его навигационном сообщении и используемая в приемнике GPS для вычисления точных координат спутника. Набор эфемеридных данных действителен в течение нескольких часов.

Примечания

  1. Assisted GPS [Электронный ресурс] : Материал из www.univers-spb.ru - Режим доступа: http://www.univers-spb.ru/technologys/a-gps.php?print=Y
  2. Assisted GPS [Электронный ресурс] : Википедия - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/A-GPS
  3. Assisted GPS [Электронный ресурс] : Материал из www.mobi-city.ru - Режим доступа: http://www.mobi-city.ru/articlereview/gps