詞語釋義
A-GPS是一種結合網路基站信息和GPS信息對移動台進行定位的技術,既利用全球衛星定位系統GPS,又利用移動基站,解決了GPS覆蓋的問題,可以在2代的G、C網路和3G網路中使用。但是,該技術需要在手機內增加A-GPS模組。
一. GPS系統的組成
GPS由三個獨立的部分組成:
空間部分:26顆工作衛星,6顆備用衛星。
地面支撐系統:1個主控站,3個注入站,5個監測站。
用戶設備部分:接收GPS衛星發射信號,以獲得必要的導航和定位信息,經數據處理,完成導航和定位工作。
二. GPS定位原理
GPS定位的基本原理是根據高速運動的衛星瞬間位置作為已知的起算數據,採用空間距離後方交會的方法,確定待測點的位置。如圖所示,假設t時刻在地面待測點上安置GPS接收機,可以測定GPS信號到達接收機的時間△t,再加上接收機所接收到的衛星星曆等其它數據可以確定以下四個方程式:
上述四個方程式中待測點坐標x、y、z和Vto為未知參數,其中di=c△ti (i=1、2、3、4)。
di (i=1、2、3、4) 分別為衛星1、衛星2、衛星3、衛星4到接收機之間的距離。
△ti (i=1、2、3、4) 分別為衛星1、衛星2、衛星3、衛星4的信號到達接收機所經歷的時間。
c為GPS信號的傳播速度(即光速)。
四個方程式中各個參數意義如下:
x、y、z 為待測點坐標的空間直角坐標。
xi 、yi 、zi (i=1、2、3、4) 分別為衛星1、衛星2、衛星3、衛星4在t時刻的空間直角坐標, 可由衛星導航電文求得
Vt i (i=1、2、3、4) 分別為衛星1、衛星2、衛星3、衛星4的衛星鐘的鐘差,由衛星星曆提供。
Vto為接收機的鐘差。
由以上四個方程即可解算出待測點的坐標x、y、z和接收機的鐘差Vto 。
GPS衛星不間斷地傳送自身的星曆參數和時間信息。在獨立GPS模式下,定位終端通過天線從GPS衛星接收到這些信息後,經過計算求出接收機的三維位置,三維方向以及運動速度和時間信息。由於衛星是從高空直接廣播下行相關數據,因此其信號微弱,並且傳輸速率較慢。這就給定位終端帶來了一定的問題。
三.AGPS技術原理
AGPS基本思想是通過在衛星信號接收效果較好的位置上設定若干參考GPS接收機,並利用AGPS伺服器通過與終端的互動獲得終端的粗位置,然後通過行動網路將該終端需要的星曆和時鐘等輔助數據傳送給終端,由終端進行GPS定位測量。測量結束後,終端可自行計算位置結果或者將測量結果發回到AGPS伺服器,伺服器進行計算並將結果發回給終端。同時後台SP可獲取位置信息為其它服務套用。下圖為直觀描述:
四.AGPS技術優勢小結
AGPS技術與獨立GPS技術相比,明顯有幾大優勢:
縮短定位時間:由於利用行動網路提供GPS輔助信息,不需要移動終端通過接收GPS衛星廣播數據。由於衛星廣播信道速率非常低,信號強度非常弱,這個時間通常會非常長。
降低終端耗電量:由於不需要對衛星進行全頻段掃描和跟蹤,定位時間縮短,因此終端的耗電量大大降低。
提升定位靈敏度:在靠近建築物或者天氣不好等相對惡劣環境下,由於有網路輔助數據,終端可直接鎖定衛星定位,而此時GPS衛星信號非常微弱,獨立GPS定位模式則往往終端會因為不能接收完所有的衛星星曆和時鐘等參數而導致定位失敗。
AGPS定位系統可獲得用戶的位置結果為後台套用服務。AGPS定位伺服器可將定位結果提供給後台的SP/SI,SP/SI可在此基礎上開發多種多樣的與用戶位置相關的業務和套用。
藉助行動網路定位,可在GPS定位失敗時提供Cell ID定位結果。如被定位終端在室內或地下等環境時,無法實現GPS定位,則AGPS伺服器會自動通過Cell ID方式獲得被定位用戶的粗精度位置提供給後台SP/SI,實現了定位服務的無縫連線。