Technológiák gps és a-gps munka alapelvei, előnyei és hátrányai
A globális helymeghatározó rendszert (GPS) eredetileg az amerikai hadsereg számára tervezték. Később ez lett az első műholdas navigációs rendszer, amelyet polgári célokra használnak, és jelenleg a világ minden tájáról történő navigációhoz használják.
A GPS működésének elve a 30 műhold csoportjának használatán alapul, amely a 27 aktív szereplő mellett tartalmaz egy fő 3 szabad műhold lebontását is. A műholdak működő pályája napi 19 000 km, minden műhold két fordulatot tesz a Föld körül. A műholdak készlete oly módon van kialakítva, hogy legalább négy műholdról biztosítsa a jel bármely pontjáról érkező jelet a föld bármely pontjáról, vagyis a pontos hely meghatározásához szükséges legkisebb értéket. A GPS-vevő kiszámítja a helyét a látható műholdakhoz viszonyítva. Minél több a rendelkezésre álló műholdak száma a zónában, és annál erősebb a jelszint, annál pontosabbak lesznek a koordináták meghatározásának eredményei.
A GPS-vevő a jelátvitel késleltetéséhez meghatározza az egyes műholdakhoz való távolságot. Továbbá 3 pontos térbeli koordinátákkal és 3 távolsággal a kívánt ponttal könnyen megtalálható a vevő helyzete a síkban. Mivel a rendszer térben működik, nem pedig egy síkra, egy negyedik műholdra van szükség, amely lehetővé teszi egy pont térbeli koordinátáinak egyedi meghatározását háromdimenziós térben. Az elméleti geometriai probléma megoldásával összehasonlítva a gyakorlati definíciót a műholdak távolságának meghatározásában hibák jelenléte különbözteti meg, ami azt eredményezi, hogy a meghatározás eredménye nem lehet pont, hanem egy bizonyos sugár tartománya. A látható műholdak számának növekedése azonban csökkenti ezt a sugarat, ezért a helyszín pontossága növekedni fog. A gyakorlatban a polgári tervezésű GPS rendszer 30 méter sugarú pontossággal és 3 méteres katonai vevőkészülékekkel rendelkezik. A látható műholdak száma a vevő sajátos modelljétől függ. Ezenkívül a GPS-rendszer magas színvonalú működéséhez szinkronizálni kell a műhold és a GPS vevő pontos szinkronizálását annak érdekében, hogy pontosan kiszámolhassák a műholdról küldött jel előrejelzésének előre meghatározott időpontját.
A közelmúltban sok ország érdekelt abban, hogy globális helymeghatározó rendszereket hozzanak létre saját termelésükhöz. Például az oroszországi Glonas vagy a Galileo Európában. Az ilyen törekvések az amerikai rendszerből való függetlenség megszerzésének vágya, mivel továbbra is fennáll annak a lehetősége, hogy a rendszert a tulajdonosa kezdeményezésére letiltják, ami komoly zavart okozhat az államon belüli fontos rendszerek működésében. Az ilyen felelősségteljes polgári rendszerekben a megbízhatóság és a pontosság javítása érdekében rendszerint két vagy több pozicionáló rendszert használnak.
A globális helymeghatározó rendszer GPS használata esetén a következő problémák fordulhatnak elő:
A koordináták első meghatározásánál az idő függ az orbitális adatoktól és a vevőben tárolt történelem aktuális állapotától. Más szóval, minél hosszabb ideig kapcsolódik az eszköz, annál több információt kell kapnia, amíg a pozíciódefiníció nem lesz lehetséges. Ha például a készüléket kikapcsolta 2-6 óra, akkor körülbelül 45 másodpercig tart. Ha az eszköz több napig nem működik, vagy 300 km-nél több adat nélkül vezet - akár 12,5 percig is.
A GPS műholdak láthatósága erősen korlátozott a városi környezetben, és a láthatóság általában nem lehetséges az alagutakban vagy a zárt terekben.
Vegye figyelembe a GPS vevő nagy energiafogyasztását is.
Az A-GPS rendszer algoritmusai olyan kommunikációs csatornát igényelnek egy távoli szerverrel, amely információt ad a vevőnek. A mobileszközökre általában egy ilyen csatorna a mobil kommunikáció. Az információcsere elvégzéséhez a készüléknek a mobilszolgáltató bázisállomásának lefedettségi területén kell lennie, és hozzáféréssel kell rendelkeznie az internethez.
Az A-GPS működésének két módja van:
Alapvető On-line mód, amelyben a vevő a műholdak pályáiról az infrastruktúrán keresztül információt kap, és kiszámítja a helyet a felhasználóktól kapott adatok alapján. Ez a mód nagy lefedettségi sűrűséget igényel a mobiltelefon-szolgáltatótól.
Segédüzemmód Off-line, ami felgyorsítja az A-GPS vevő hideg és meleg indítási idejét, frissíti az almanachot, az efemerist és a rendelkezésre álló műholdak listáját. A műholdas jelek vétele és a helyük meghatározása érdekében a GPS-vevő egymástól függetlenül működik. Egyes A-GPS vevők azonban nem tudnak működni ebben a módban.
Ellátások között A-GPS érdemes megjegyezni, gyors megszerzése helyen rögtön a bekapcsolás után, és fokozott érzékenysége vétel gyenge jelek a problémás területeken (alagutak, üregek épületek, a szűk utcák, a város, a sűrű lombhullató erdő).
Az A-GPS nem működhet a hálózaton kívül. Vannak olyan vevők, amelyek A-GPS modulja egy GSM rádiómodullal kombinálva nem indulhat el, ha a rádiómodul ki van kapcsolva. Maga az A-GPS modul indításakor a GSM hálózat jelenléte nem kötelező. Az A-GPS modulok 5-7 kB-nál kicsi forgalmat fogyasztanak elindításkor, de amikor egy jel elveszik, újra szinkronizálni kell, ami növelheti az ügyfél költségeit, különösen roaming esetén.