Один из способов дифференциальной коррекции координат, вычисленных по сигналам навигационных спутников, — рекомендованная для сетей GSM и универсальной наземной сети радиодоступа UTRAN технология A-GPS.

Основная идея технологии — развернуть наземную эталонную сеть GPS так, чтобы эталонные приемники уверенно принимали сигналы от видимых в районе действия наземных сетей подвижной связи общего пользования (PLMN) навигационных спутников и могли функционировать непрерывно. Наземная эталонная сеть навигационных приемников соединяется с PLMN. По запросу мобильной станции или PLMN на мобильной станции от наземной сети GPS передаются вспомогательные данные, которые позволяют улучшить характеристики встроенного в мобильную станцию GPS-приемника. При реализации технологии A-GPS достигаются следующие результаты:

  • уменьшается период вхождения встроенного в мобильную станцию приемника GPS в активный режим;
  • сокращается диапазон поиска сигнала по частоте и сокращается время измерений;
  • повышается чувствительность приемника GPS, вспомогательные данные позволяют нормально работать в условиях, когда соотношение сигнал/шум на входе мобильной станции не позволяет полноценно демодулировать сигналы GPS;
  • снижается энергопотребление приемника GPS, поскольку не требуется его непрерывная работа.

Опорные приемники собирают навигационные сообщения со всех спутников, видимых в данном сегменте сотовой сети. Наиболее важная информация (прежде всего, эфемериды и временные параметры спутников) впоследствии передается на встроенные в мобильную станцию приемники GPS уже посредством наземной сети подвижной связи. Наличие таких сведений значительно облегчает работу мобильного приемника GPS, поскольку демодуляция сигналов навигационных спутников происходит с относительно низкой скоростью, поэтому спутниковые сигналы должны быть достаточно мощными, что порой невозможно из-за неблагоприятных особенностей местности, когда, например, абонент находится в городском районе с высокой плотностью застройки, и для самостоятельного приема этих данных мобильному приемнику GPS требуется непрерывно находиться в зоне устойчивого приема спутникового сигнала от 18 до 30 с. В то же время для определения собственно псевдорасстояния приемнику GPS достаточно «видеть» спутник несколько секунд. Кроме того, без вспомогательной информации, приемнику GPS необходимо отслеживать около 12 кГц спектра для учета доплеровского сдвига частоты, а также весь период (1023 символа) псевдослучайной последовательности, используемой для формирования широкополосного шумоподобного сигнала на спутниках.

Важный показатель производительности навигационного приемника — время первого определения местоположения (Time-To-First-Fix, TTFF). Для автономного приемника время первого определения местоположения может составлять более 10 мин. Передавая вспомогательные данные через наземную систему подвижной связи, можно уменьшить TTFF приемника до нескольких секунд.

Дополнительно удешевить мобильную станцию можно посредством полного переноса функции вычисления местоположения (PCF) на сеть доступа. Если PCF реализована в сети, то технологию называют «mobile-assisted». Если PCF реализуется самой мобильной станцией, то технология называется «mobile-based».

Для варианта «mobile-assisted» мобильная станция должна дополнительно содержать антенну GPS, радиоблок и сигнальный процессор (причем возможно использование уже существующего в мобильной станции сигнального процессора). На мобильную станцию передается небольшой объем данных актуальных в течение нескольких минут. Сервисный MLC получает от мобильной станции определенный набор результатов измерений и самостоятельно выполняет необходимые вычисления.

В варианте «mobile-based» мобильная станция содержит также необходимые для окончательного определения координат вычислительные средства. Объем передаваемых на мобильную станцию вспомогательных данных в этом случае выше, хотя они актуальны в течение более продолжительного времени. Приводятся данные, которые передаются и принимаются от мобильной станции сетью доступа UTRAN при использовании технологии A-GPS для обоих приведенных вариантов реализации функции вычисления координат.

Технология A-GPS также ведет к усовершенствованию собственно методов приема и демодуляции радиосигналов от спутников GPS. На рис. 5.8 показана применяемая во встраиваемых в мобильные станции GPS-приемниках фирмы SnapTrack технология повышения чувствительности. Наличие получаемых от сети данных о доплеровском сдвиге и осуществляемая посредством PLMN жесткая синхронизация часов приемника позволяют выделять кадры навигационных сообщений и суммировать их, тем самым увеличивая уровень полезного сигнала.

Следует заметить, что системы GPS и ГЛОНАСС не единственные спутниковые навигационные системы. В настоящее время в Европе вводится в эксплуатацию система Galileo. Однако, к сожалению, технические стандарты на определение местоположения в сетях GSM и UMTS хотя и разрабатываются в Европе, пока не рассматривают возможности системы Galileo и, тем более, системы ГЛОНАСС, но возможно совместное использование этих систем в сотовых сетях. Некоторые отечественные системы определения местоположения для сетей GSM уже сейчас используют приемники ГЛОНАСС и будут рассмотрены ниже.




Дополнительные материалы:

Share This

Поделитесь!

Если статья показалась Вам полезной.