Введение

Система для улучшения времени до первого определения местоположения приемника GNSS.

Дополнительный GNSS (A GNSS) – это система повышения точности GNSS, которая часто значительно улучшает время запуска – то есть время до первого определения местоположения (TTFF) – глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS). Дополнительный GNSS работает, предоставляя необходимые данные устройству через радиосеть вместо медленной спутниковой связи, фактически "подготавливая" приемник к определению местоположения. При применении к GPS это известно как GPS с помощью или расширенный GPS (обычно обозначается как A-GPS, реже как aGPS). Другие локальные обозначения включают A-GANSS для Galileo и A-Beidou для BeiDou. A-GPS широко используется в мобильных телефонах с поддержкой GPS, поскольку его разработка была ускорена требованием FCC США о 911, обязывающим предоставлять данные о местоположении сотовых телефонов диспетчерам экстренных служб.

Предыстория

Для определения своего местоположения каждому GPS-устройству требуются данные об орбитах спутников. Скорость передачи данных спутникового сигнала составляет всего 50 бит/с, поэтому загрузка орбитальной информации, такой как эфемериды и альманах, непосредственно со спутников обычно занимает длительное время. Если спутниковые сигналы теряются в процессе получения этих данных, они отбрасываются, и автономной системе приходится начинать все заново. В особо сложных условиях приема сигнала, например, в городских районах, спутниковые сигналы могут испытывать многолучевое распространение, когда они отражаются от зданий и сооружений или ослабляются из-за погодных условий или кроны деревьев. Некоторые автономные GPS-навигаторы, используемые в сложных условиях, не могут определить свое местоположение из-за прерывания приема спутникового сигнала и вынуждены ждать улучшения условий приема. Обычному GPS-приемнику может потребоваться до 12,5 минут (время, необходимое для загрузки альманаха и эфемерид GPS) для решения этой проблемы и предоставления корректных координат.

Операция

В A-GPS оператор сети развертывает A-GPS сервер, который является кэш-сервером для данных GPS. Эти A-GPS серверы загружают орбитальную информацию со спутников и сохраняют ее в базе данных. Устройство, поддерживающее A-GPS, может подключаться к этим серверам и загружать эту информацию по радиоканалам мобильных сетей, таким как GSM, CDMA, WCDMA, LTE, или даже по другим радиоканалам, например Wi-Fi или LoRa. Обычно скорость передачи данных по этим каналам высока, поэтому загрузка орбитальной информации занимает меньше времени. Использование этой системы может быть платным для пользователя. В целях биллинга операторы сети часто учитывают это как доступ к данным, который может стоить денег в зависимости от тарифного плана. Некоторые A-GPS устройства не имеют возможности переключения на автономный или независимый GPS.

Связанные технологии

Многие мобильные телефоны сочетают в себе GPS и другие службы геолокации, включая систему позиционирования по Wi-Fi и трилатерацию по базовым станциям сотовой связи, а иногда и гибридную систему позиционирования. Высокочувствительный GPS – это вспомогательная технология, которая решает некоторые из этих проблем без необходимости дополнительной инфраструктуры. Однако, в отличие от некоторых видов A-GPS, высокочувствительный GPS не может мгновенно определить местоположение, если GPS-приемник был выключен в течение некоторого времени.

СУПЛ

Протокол SUPL (Secure User Plane Location), в отличие от своих аналогов на уровне управления, ограниченных мобильными сетями, функционирует на TCP/IP-инфраструктуре Интернета. Следовательно, область его применения выходит за рамки первоначального использования с мобильными устройствами и может быть расширена на компьютеры общего назначения. SUPL 3.0 легитимизирует такое использование, обеспечивая поддержку WLAN и широкополосных соединений. Функции, определенные в SUPL 3.0, охватывают широкий спектр сервисов, таких как геозонирование и биллинг. Функции А ГНСС определены в функциональной группе позиционирования SUPL и включают в себя: функцию доставки вспомогательных данных SUPL (SADF), предоставляющую базовую информацию, отправляемую устройству в обоих режимах А ГНСС; функцию запроса справочной информации SUPL (SRRF), которая сообщает серверу о необходимости подготовки вышеупомянутой информации на основе данных, полученных со спутников; функцию вычисления местоположения SUPL (SPCF), позволяющую клиенту или серверу запрашивать местоположение клиента. Местоположение, определенное сервером, может быть получено на основе MSA или данных сотовой сети. В режиме MSB (на основе SET) клиент, напротив, сообщает серверу о своем местоположении. Детали коммуникации определены в подстандарте ULP (Userplane Location Protocol) в составе пакета SUPL. По состоянию на декабрь 2018 года поддерживаются системы GNSS, включая GPS, Galileo, GLONASS и BeiDou.