Tento článek zdůrazňuje vše o technologii venkovního polohování. GPS, Beidou, GLONASS, GALILEO, a další globální polohovací a navigační systémy jsou hlavními pilíři technologie venkovního určování polohy. V porovnání, Bluetooth maják, wifi, ZČU, a další bezdrátové technologie jsou základními základy vnitřní polohovací technologie.
1. Definice technologie venkovního polohování
Dvě primární kategorie technologií venkovního určování polohy jsou v současnosti GNSS určování polohy a určování polohy LBS.
Umístění LBS
Umístění základnové stanice, nebo polohování LBS, využívá síť mobilních telekomunikačních operátorů k určení informací o poloze uživatelů mobilních terminálů (jako GSM sítě, GPRS, atd.).
Polohovací princip: Vnitřní umístění je srovnatelné s konceptem. Po spuštění funkce určování polohy uživatelé nejprve prohledají všechny sousední základnové stanice. Přirozeně, vzdálenost od každé základnové stanice se liší, stejně jako síla signálu přijatého na tuto vzdálenost. Metodu určování polohy ve třech bodech můžete použít k získání přibližné polohy, když je přijímaná základnová stanice významnější nebo rovna 3. Přesnost polohy je zhruba několik set metrů kvůli volatilitě signálu. nicméně, kvůli hodnotě umístění základnové stanice, výkon používaný pohybem základnové stanice není příliš velký. (Skenování základnových stanic spotřebovává energii, samozřejmě.)
GNSS
Globální navigační satelitní systém, nebo GNSS, je zkratka pro US GPS, Čínský navigační družicový systém Beidou, ruský Glonass, Evropský Galileo, a další satelitní navigační systémy.
Tři složky tvoří GPS globální navigační systém: uživatelské zařízení, pozemní ovládání, a prostorová složka.
Vesmírný segment tvoří 24 satelitů, který je umístěn tak, aby každé místo na Zemi mohlo přijímat signály ze všech čtyř satelitů.
Monitorovací stanice, centrální řídící stanice, pohotovostní hlavní řídicí stanice, a stanice vstřikování informací tvoří součást pozemního řízení, který ovládá satelit a zajišťuje jeho normální provoz.
Komponenta přijímače je součástí uživatelského vybavení pro získávání informací o efemeridách poskytovaných satelitem.
Koncepce určování polohy GPS
Poloha a vzdálenost satelitu mohou určit polohu přijímače.
Satelit ve stejné vzdálenosti od Země se jeví jako kruh. Pak, tři satelity by teoreticky mohly dosáhnout polohy.
2. Funkční princip venkovního polohování
Globální Polohovací Systém (GPS)
LBS znamená služby založené na poloze, což jsou sledovací systémy založené na mobilních telefonech. Je to satelit- a rádiový sledovací a navigační systém. Systém dokáže určit zeměpisné souřadnice věcí nebo osob na povrchu Země, pokud má zařízení s přijímačem GPS.. Ke sledování se používá mobilní věž GSM od blízkého poskytovatele mobilních telefonních služeb.
Umístění LBS
Protože je lokalizován pomocí mobilního telefonu, Umístění LBS má výhodu pohodlí v prodloužení pohotovostní doby zařízení a snížení spotřeby energie. Výpočet rozdílu mezi signály ze tří základnových stanic by měl teoreticky umožnit určit polohu telefonu. Proto, bez ohledu na počasí, vždy můžete najít vysoké budovy, místa, nebo jiné podmínky, na gadgetu uživatele, pokud je v praktickém dosahu mobilní komunikační sítě.
3. Jaké metody vnějšího polohování se používají?
GPS umístění
Satelit na obloze může odesílat signály do GPS telefonu, které pak mohou tyto signály použít k určení aktuální zeměpisné délky, zeměpisná šířka, a výška. GPS určování polohy přesnost je obecně relativně vysoká, rovinné oblasti.
Umístění základnové stanice
Umístění základnové stanice operátora je základem pro umístění základnové stanice. Typicky, tři základnové stanice jsou potřebné k lokalizaci letadla a identifikaci jeho polohy na základě intenzity přijímaného signálu. Díky těmto základnovým stanicím je více závislé na hustotě základnových stanic telekomunikací, a větší distribuce znamená přesnější umístění.
Hybridní přístup
Wifi data a umístění základnové stanice jsou spojeny do hybridního webu. Tato kombinace vysvětluje, jak funguje umístění wifi. Když se telefon připojí k wifi, výrobce zaznamená jak fyzickou adresu, tak MAC adresu wifi, aby telefon mohl tuto adresu najít při příštím připojení uživatele k wifi. Vzájemné ověření lze realizovat, když je k dispozici více wifi, a dodavatel má zaznamenáno více dat.
4. K čemu slouží venkovní polohovací systém?
Jaká jsou některá použití pro GPS?
Využití GPS bude velmi rozmanité. Pro přenos času můžete použít signály GPS, měření rychlosti, geodetické a inženýrské zaměření přesné polohování, navádění raket, a zemi, vzduch, a námořní navigace.
Pro dosažení rychlého leteckého mapování s malou nebo žádnou pozemní kontrolou, je nutné znát polohu fotoaparátu v době leteckého fotografování. Tento technologický pokrok přinesl rozvoj geografických informačních systémů a globálního monitorování životního prostředí pomocí dálkového průzkumu Země.
Pro snadnější plnění požadavků na správu vozového parku, některé GPS přijímače obsahují rádia, bezdrátové telefony, a mobilní datové terminály, především pro poziční navigaci lodí, automobilů, letadlo, a další pohyblivé věci. Navíc, mnoho společností a vládních organizací sleduje polohu svých vozidel pomocí zařízení GPS, často využívající bezdrátové komunikační technologie. Jako:
- Plavba lodí v otevřených vodách a voda odkloněna do přístavů
- Vedení trasy, přístup, a přistání pro letadla
- Navigace autonomních vozidel
- Městský inteligentní řízení dopravy a sledování pozemních vozidel
- Okamžitá záchrana života
- Individuální výlety a poznávání divočiny
- Přenosné komunikační zařízení (integrovaný s PDA a elektronickou mapou)
- Napájení, pošta, a synchronizaci času telekomunikační sítě
- Přesné načasování
- Spolehlivý vstup frekvence
- Řízená geodetické zaměření všech stupňů
- Přeplněnost dálnic a různých tras
- Pod vodou byla provedena topografická studie.
- Měření deformace kůry, DAMS, a významné monitorování deformací budovy
- Program GIS
- Ovládání stavební techniky (jeřáby na pneumatiky, buldozery, atd.)
- Vynikající zemědělství
Základní součástí systému řízení polohy GPS vozidla je autonomní určování polohy GPS vozidla, který je integrován s bezdrátovým komunikačním systémem pro plánování a sledování vozidel.
Umístění základnové stanice na místo
Vnitřní nebo venkovní polohovací systém využívá primárně polohovací základnovou stanici. Polohovací základnová stanice, což je srovnatelné s bezdrátovým AP v WIFI a využívá princip technologie určování polohy základnové stanice, se primárně používá v komunikačním a polohovacím algoritmu polohovacích karet v systému polohování personálu.
Aplikační scénáře pro dvoufrekvenční vysoce přesné základnové stanice zahrnují systémy pro určování polohy personálu pro věznice, detenčních zařízení, a psychiatrické léčebny.
Veřejná inspekce a orgány činné v trestním řízení, školy, nemocnice, továrny, tunely, doly, a další místa, která vyžadují umístění osob, objektů, a vozidla často používají polohovací systémy UWB. Tyto aplikace často vyžadují konstrukci lokalizačních základnových stanic v kontextu určování polohy. Například, musí být nastaveny základnové stanice pro fuzzy polohovací systémy. Oblastní polohovací systém musí najít základní a ukotvit základní stanice. Podle AOA, vysoce přesný polohovací systém musí objevit základnovou stanici a maják, a UWB polohovací základnová stanice musí být zřízena pro ultra-přesný polohovací systém.
5. Přesnost venkovního lokalizačního systému
Základnová stanice s duálními frekvencemi a vysoce přesným umístěním
Primárními funkcemi dvoufrekvenční vysoce přesné základnové stanice jsou: Většinou 2,4G+125 dvoufrekvenční polohování, přesnost polohování 0-5 metrů, s výdrží baterie 1–5 let pro polohovací kartu nebo náramek;
Přesnost GPS polohy
Výstup GPS polohy je jednou za sekundu; po zpracování CPU, přenos do centra je typický 30 sekund na bod; doba přenosu je poměrně krátká a je GPRS Internetový čas. Přesnost GPS určování polohy je obvykle 15 metrů nebo méně.
Umístění LBS
Mobilní zařízení využívající LBS mají nepřesnost polohy 50 na 5,000 metrů.
Umístění základnové stanice LBS, také známý jako Location Based Service (zkráceně LBS), je služba založená na poloze, kterou obvykle používají uživatelé mobilních telefonů. S pomocí platformy GIS, využívá telekomunikací, rádiový komunikační systém mobilních operátorů nebo externí způsob určování polohy pro získání lokalizačních dat uživatelů mobilních terminálů. Jde o prémiovou službu, která uživatelům nabízí srovnatelné služby.
6. Nevýhody venkovního umístění
Nevýhody GPS satelitního určování polohy
Navigační zprávy zahrnují; satelitní efeméra, provozní podmínky, korekce hodin, ionosférická korekce, a korekce atmosférického lomu. nicméně, kromě 3D souřadnic X uživatele, Y, a z, protože hodiny uživatelského přijímače nejsou vždy synchronizovány s hodinami na palubě satelitu,
Časový rozdíl mezi satelitem a přijímačem, nebo proměnná T, je také přidán jako neznámý. Dále použijeme čtyři rovnice k vyřešení těchto čtyř neznámých.
Jako výsledek, k nalezení přijímače, musíte být schopni přijímat signály z minimálně čtyř satelitů.
Navzdory své velké přesnosti a rozsáhlému pokrytí, satelitní určování polohy není vhodné pro všechny zákazníky kvůli vysokým nákladům a spotřebě energie.
Nevýhody umístění základnové stanice
Je skutečně známo, že umístění základnové stanice je nepřesné, protože její signál je při lokalizaci snadno rušen.. Protože přesnost je pouze přibližně 150 metrů, řízení navigace je v podstatě nemožné.
Mobilní telefon se musí nacházet v oblasti se signálem základnové stanice, zaregistrovat sim kartu, a detekovat pohyb tří pozemních stanic, ať už uvnitř nebo venku.
Primární aplikací je rychle určit vaši polohu, když není k dispozici GPS nebo wifi, protože určování polohy se provádí výjimečně rychle, jakmile je nalezen signál.
7. Výhody venkovního umístění
Výhody umístění základnové stanice
Myšlenka umístění základnové stanice je také jednoduchá: na základě síly signálu přijímaného telefonem, můžeme zhruba odhadnout, jak daleko je od vás základnová stanice. Víme, že signál se zhoršuje, čím dále jste od základnové stanice.
Telefon dokáže přibližně vypočítat vzdálenost základnové stanice tím, že současně detekuje signály alespoň tří základnových stanic, což je vzhledem k dnešnímu pokrytí sítě docela jednoduché.
Celé tříbodové určování polohy uvádí, že vše, co je nutné k výpočtu vzdálenosti mezi třemi pozemními stanicemi (tři body) a telefon má neustále kreslit kružnici s umístěním základnové stanice jako jejím středem a vzdáleností od telefonu jako jejím poloměrem.
Umístění zařízení je tam, kde se tyto kruhy spojují. Je to proto, že základnová stanice je v mobilní síti jedinečná, a jeho geografická poloha je také vynikající.
Výhody GPS polohy
- Polohování za každého počasí v celosvětovém měřítku: Vzhledem k obrovskému a rovnoměrně rozloženému počtu satelitů GPS, je možné alespoň vidět 4 z nich v jakémkoli daném čase z jakéhokoli místa na Zemi. Tato možnost umožňuje poskytování nepřetržitých globálních služeb navigace a určování polohy za každého počasí (kromě hromu a blesku by se nemělo pozorovat).
- Vynikající přesnost polohy. V rámci 50 km, GPS relativní přesnost polohování se může přiblížit 10-6 m, 100– 500 km, 10-7 m, a uvnitř 1000 km, 10-9 m. Když se při přesném určování polohy 3001500m projektů provede více než hodina pozorování, chyba rovinné polohy řešení je menší než 1 mm, který je srovnatelný s elektromagnetickým ME-5000…
- Krátká doba pozorování: S pokračujícím vývojem GPS, relativně statické umístění uvnitř 20 km trvá pouze 15-20 minut; když jsou uvnitř každá mobilní stanice a referenční stanice 15 km od sebe, je vyžadován pouze čas pozorování mobilní stanice 1-2 minut. Při použití dynamického polohování v reálném čase, pozorování každé stanice trvá několik sekund.
- Komunikace mezi testovacími místy není nutná. Průzkumy GPS nepotřebují vidět měřicí stanice; vše, co je potřeba, je jasné nebe. Průzkumný maják tak již není potřeba.
8. Nejlepší poskytovatelé venkovních lokalizačních služeb
- Qualcomm
- Microsoft
- Samsung
- Cisco
- Jablko
- Níže Holdings
- Hewlett Packard (HP)
- V SÍTI
- AeroScout
