Asistovaný GNSS - Assisted GNSS
Asistovaný GNSS ( A-GNSS ) je systém rozšiřování GNSS, který často výrazně zlepšuje výkon při spuštění - tj. Time-to- First -Fix (TTFF) - globálního navigačního satelitního systému (GNSS). A-GNSS funguje tak, že místo pomalého satelitního spojení poskytuje zařízení potřebná data prostřednictvím rádiové sítě, v podstatě „zahřívá“ přijímač pro opravu. Při aplikaci na GPS se označuje jako asistované GPS nebo rozšířené GPS (obecně zkráceně A-GPS a méně často jako aGPS ). Mezi další místní názvy patří A-GANSS pro Galileo a A-Beidou pro BeiDou.
A-GPS je široce používán s GPS-schopných mobilních telefonů , protože jeho vývoj byl urychlen USA FCC ‚s 911 požadavek , aby se údaje o poloze mobilního telefonu k dispozici tísňového volání dispečerů.
Pozadí
Každé zařízení GPS vyžaduje k výpočtu své polohy orbitální data o satelitech . Datová rychlost satelitního signálu je pouze 50 bit / s, takže stahování orbitálních informací, jako jsou efemeridy a almanach přímo ze satelitů, obvykle trvá dlouhou dobu, a pokud dojde ke ztrátě satelitních signálů během získávání těchto informací, je zahozeno a samostatný systém musí začínat od nuly. Ve výjimečně špatných podmínkách signálu, například v městských oblastech, mohou satelitní signály vykazovat vícecestné šíření, kde signály přeskakují ze struktur, nebo jsou oslabeny meteorologickými podmínkami nebo korunami stromů. Některé samostatné GPS navigátory používané ve špatných podmínkách nemohou polohu opravit kvůli zlomení signálu satelitu a musí počkat na lepší příjem satelitu. Běžná jednotka GPS může potřebovat až 12,5 minut (čas potřebný ke stažení almanachu GPS a efemerid ), aby problém vyřešil a byl schopen poskytnout správné umístění.
Úkon
V A-GPS je provozovatel sítě využívá k A-GPS serveru , je vyrovnávacího serveru pro data GPS. Tyto servery A-GPS stahují orbitální informace ze satelitu a ukládají je do databáze. Zařízení podporující A-GPS se může připojit k těmto serverům a stahovat tyto informace pomocí rádiových nosičů mobilní sítě, jako jsou GSM , CDMA , WCDMA , LTE, nebo dokonce pomocí jiných rádiových nosičů, jako je Wi-Fi nebo LoRa . Datová rychlost těchto nosičů je obvykle vysoká, takže stahování orbitálních informací zabere méně času. Využití tohoto systému může být pro uživatele nákladné. Pro účely fakturace to poskytovatelé sítě často počítají jako přístup k datům , což může stát peníze v závislosti na tarifu .
Přesněji řečeno, funkce A-GPS závisí hlavně na internetové síti nebo připojení k ISP (nebo CNP, v případě CP / mobilního telefonu připojeného k datové službě poskytovatele mobilní sítě). Mobilní zařízení pouze s předním rádiovým přijímačem L1 a bez modulu pro získávání, sledování a určování polohy GPS funguje pouze v případě, že má připojení k internetu k ISP / CNP, kde se oprava polohy počítá mimo samotné zařízení. Nepracuje v oblastech bez pokrytí nebo připojení k internetu (nebo v blízkosti věží základnové vysílací a přijímací stanice (BTS), v případě oblasti pokrytí službami CNP). Bez jakéhokoli z těchto zdrojů se nemůže připojit k serverům A-GPS, které obvykle poskytují CNP. Na druhou stranu mobilní zařízení s čipovou sadou GPS nevyžaduje žádné datové připojení k zachycení a zpracování dat GPS do řešení polohy, protože přijímá data přímo ze satelitů GPS a je schopna sama vypočítat polohu. Dostupnost datového připojení však může pomoci zlepšit výkon čipu GPS v mobilním zařízení.
Provozní režimy
Pomoc spadá do dvou kategorií:
- Na základě mobilní stanice (MSB)
- Informace používané k rychlejšímu získání satelitů.
- Může dodávat orbitální data nebo almanachy pro satelity GPS do přijímače GPS, což umožňuje přijímači GPS v některých případech rychlejší uzamčení satelitů.
- Síť může poskytnout přesný čas.
- Asistence mobilní stanice (MSA)
- Výpočet polohy serverem pomocí informací z přijímače GPS.
- Zařízení pořizuje snímek signálu GPS s přibližným časem, aby jej server mohl později zpracovat do určité polohy.
- Asistenční server má dobrý satelitní signál a dostatek výpočetního výkonu, takže může porovnávat dílčí signály přenášené na něj.
- Přesné zkoumané souřadnice věží buněčných stanovišť umožňují lepší znalost místních ionosférických podmínek a dalších podmínek ovlivňujících signál GPS než samotný přijímač GPS, což umožňuje přesnější výpočet polohy.
Ne každý server A-GNSS poskytuje provoz v režimu MSA kvůli výpočtovým nákladům a klesajícímu počtu mobilních terminálů, které nejsou schopny provádět vlastní výpočty. Server SUPL společnosti Google je server, který tomu tak není.
Typický přijímač podporující A-GPS používá datové připojení (internet nebo jiné) ke kontaktování asistenčního serveru o informace GPS. Pokud má také funkční autonomní GPS, může použít samostatné GPS, které je někdy pomalejší včas při první opravě , ale nezávisí na síti, a proto může pracovat mimo dosah sítě a bez poplatků za využití dat. Některá zařízení A-GPS nemají možnost přepnout zpět na samostatné nebo autonomní GPS.
Související technologie
Mnoho mobilních telefonů kombinuje A-GPS a další služby určování polohy, včetně systému určování polohy Wi-Fi a multilaterace mobilních sítí a někdy hybridního systému určování polohy .
High-Sensitivity GPS je spojenecká technologie, která řeší některé z těchto problémů způsobem, který nevyžaduje další infrastrukturu. Na rozdíl od některých forem A-GPS však vysoce citlivý systém GPS nemůže poskytnout opravu okamžitě, když je přijímač GPS po určitou dobu vypnutý.
Standardy
Protokoly A-GPS jsou součástí Positioning Protocol definovaného dvěma různými normalizačními orgány, 3GPP a Open Mobile Alliance (OMA) .
- Control Plane Protocol
- Definováno 3GPP pro různé generace systémů mobilních telefonů. Tyto protokoly jsou definovány pro sítě s přepojováním okruhů . Byly definovány následující poziční protokoly.
- RRLP - 3GPP definovaný RRLP (Radio Resource Location Protocol) pro podporu pozičního protokolu v sítích GSM.
- Rodina TIA 801 - CDMA2000 definovala tento protokol pro sítě CDMA 2000.
- RRC position protocol - 3GPP definoval tento protokol jako součást standardu RRC pro síť UMTS .
- LPP - 3GPP definovaný protokol určování polohy LPP nebo LTE pro sítě LTE .
- User Plane Protocol
- Definováno OMA pro podporu pozičních protokolů v sítích s přepojováním paketů . Byly definovány tři generace protokolu Secure User Plane Location (SUPL), od verze 1.0 do 3.0.
SUPL
Protokol SUPL (Secure User Plane Location), na rozdíl od jeho control-plane ekvivalenty omezeno do mobilních sítí, běží na Internetu ‚s TCP / IP infrastruktury. Výsledkem je, že jeho aplikace jde nad rámec původního zamýšleného použití mobilních zařízení a může být použita pro univerzální počítače. SUPL 3.0 takové použití legitimuje přidáním příspěvku pro WLAN a širokopásmové připojení.
Akce definované v SUPL 3.0 zahrnují širokou škálu služeb, jako je geofencing a fakturace. Funkce A-GNSS jsou definovány ve funkční funkční skupině SUPL. To zahrnuje:
- SUPL Assistance Delivery Function (SADF), která poskytuje základní informace odeslané do zařízení v obou režimech A-GNSS.
- SUPL Reference Retrieval Function (SRRF), která říká serveru, aby připravil výše uvedené informace přijímáním ze satelitů.
- Funkce výpočtu pozice SUPL (SPCF), která umožňuje klientovi nebo serveru požádat o umístění klienta. Umístění generované serverem může být výsledkem MSA nebo mobilní buňky. Pokud je použit režim MSB (založený na SET), klient místo toho hlásí své umístění serveru.
Specifika komunikace jsou definována v nestandardu ULP (Userplane Location Protocol) sady SUPL. Od prosince 2018 podporované systémy GNSS zahrnují GPS, Galileo, GLONASS a BeiDou.