Перспективы системы ГЛОНАСС

[Alex D]

Выскажусь не в тему  
712-й заработал, жив старичок!

О! Это радостно! Кстати выпадал и 716-й, за него было страшно, ибо 715-й из того же блока всё-таки отказал окончательно похоже, на его место перемещают 722-й.

И вернёмся к Assisted GPS. Ещё раз лучше повторить о том, что это самое Assisted может быть разного уровня.

Для тех чипов, кто умеют и автономно работать с GPS, речь идёт о всегда быстром старте - альманах, эфемериды, точное текущее время и примерную позицию получают средствами сотовой сети, таким образом даже фрагментарные данные от спутников доступны сразу, не надо ничего искать "вслепую".

Для тех чипов, что НЕ умеют автономно работать с GPS, речь идёт о том, чтобы средствами телефона ТОЛЬКО принять сигнал со спутников GPS, и "отловить" временнУю разницу между сигналами. Далее упаковать эти данные и отправить на сервер aGPS (Assistance server), который в ответ произведёт необходимые математические операции и отошлёт обратно телефону его точное местоположение. Приёмом альманаха и эфемерид телефон не занимается - эти данные для примерного местоположения телефона известны сотовой сети и передавать их нужды нет. Вычисляются, точнее сказать "измеряются", только временнЫе параметры сигнала.

И, наконец, локация по Cell ID. Прямого отношения к aGPS эта технология не имеет. Технология заключается в "пинговании" видимых сотовых вышек, каждая из которых имеет свой уникальный номер (Cell ID или CID), и точные географические координаты, соответствующие каждому номеру Cell ID, известны. Выполнение триангуляции по этим данным позволяет вычислить текущее местоположение с точностью от 500 до 100 метров (зависит от дальности и количества видимых базовых станций). Такой метод определения координат напрямую никак не связан с GPS или aGPS (принимать сигналы со спутников не требуется), но примерное положение, полученное таким способом, используется (может использоваться) в aGPS для предварительного "грубого" определения того, что в текущем месте нужно "ловить" в сигнале со спутников.

[Yura_L.]

Что-то я недопонял: у вас тоже есть полностью программный приемник (у которого и коррелятор реализован в программном виде и вся остальная обработка)?

Я работал с open-source приемником gps-sdr. Это не самый эффективный с точки зрения вычислительной нагрузки на процессор приемник. Комфортно я с ним работаю на машине не меньше core 2 (2ух ядерный процессор с частотой 2ГГц). Грузит он оба ядра на 60 - 70 %. Это 12 канальный приемник. Внутренний формат данных: частота дискретизации 2,048 МГц, комплексный сигнал (I и Q квадратуры), частота ПЧ = 38400 Гц. Конечно же, в телефоне такое не будет работать Однако, например, вот в этой диссертации:

http://www.google.ru/url?sa=t&source=web&cd=1&ved=0CBYQFjAA&url=http%3A%2F%2Fdoc.rero.ch%2Flm.php%3Furl%3D1000%2C40%2C4%2C20100917141216-DD%2F00002162.pdf&rct=j&q=Real-Time%20GNSS%20Software%20Receiver%20Optimized%20for%20General%20Purpose%20Microprocessors&ei=8UvdTMS0HoLqOY_VvM8O&usg=AFQjCNGePs8ls-AB4sDiMrNHm79o6-tICg&cad=rjt

хвастаются программным приемником, способным работать в реальном времени даже на дохленьком процессоре atom. Так что, возможно, в будущем и появятся полностью программные приемники в телефонах Время покажет.

Я не слишком хорошо разбираюсь в устройстве и работе навигационных приемников, но тактовая частота в 70 МГц кажется мне избыточной. Ну а 12-разрядный АЦП нужен для специфичных приложений (возможно, какая-то борьба с помехами или ещё что-то). Обычно хватает не более 3 разрядов для обычных приемников.

Кстати, а какая точность определения координат у ваших приемников? Вот по ссылке в диссертации программный приемник работает с частотой дискретизации 8 МГц. Точность определения координат у них получается не более 20м.

Ну, тогда вы понимаете, о чем я говорю.
В автономном режиме точность стандартная - которую обеспечивает система GPS. это 2-3 метра в течение 80% времени, однако остальные 20% портят всю картину, и на суточном интервале получается метров 10-15.
А вот аппаратная погрешность - получается порядка 10 см по коду и 1-3 мм по фазе несущей. Для такой точности приходится вылизывать все, что возможно.    
Насчет высокой частоты дискретизации - тут две причины. Перавя, и основная, что это все-таки приемник ГЛОНАСС/GPS, с возможностью работать по стандартному и точному кодам, в диапазонах L1,L2,L3, короче по полной программе.  А полоса ГЛОНАСС - 17 МГц, да и у GPS, если работать с Р-кодом, полоса получается никак не меньше 20 МГц. К тому же выход аналогового тракта - не на нулевой частоте, а хоть на какой-то, но ПЧ. В итоге верхняя частота спектра получается в районе 25 МГц, и требуется частота дискретизвции не меньше удвоенной частоты, т.е. не меньше 50 МГц. Плюс запас, получается 60-70 МГц.  Но это не проблема, сейчас есть АЦП, работающие на этих частотах.
Вторая причина - это погрешность формы ПСП. Я уже говорил, что биты ПСП вовсе не обязаны совпадать с тактовой частотой, поэтому имеет место погрешность дискретизации и отсюда - погрешность измерения псевдодальности. Можно, конечно, установить тактовую частоту кратную частоте ПСП, плюнуть на Доплер, а неточность установки опорной ПСП как-то учитывать потом. Но у нас же двухсистемный приемник, а частота ПСП ГЛОНАСС и GPS не кратны, так что такой фокус не получится, и приходится работать на высокой частоте дискетизации.
По поводу 12-разрядного АЦП - это сделано ради обеспечения динамического диапазона. В принципе, хватает и одноразрядного АЦП, т.е. обычного компаратора, кто-то ставит двухразрядный, например, РИРВ. Но вот если предполагается работать в условиях больших уровнях помех, то тут без многоразрядного АЦП не обойтись. К примеру, кое-где звучат требования по уровню помех - плюс 80 а то и 90 децибел относительно уровня сигнала в исходной полосе частот.
У нас приемник реализован на восьмиядерном ПК.  Но и требования были по максимуму.
Конечно, можно упростить требования, например, работать только по коду C/A GPS, там полоса всего 2 МГц, так что можно обойтись тактовой частотой меньше 10 МГц а это уже сильно проще. Использовать вместо АЦП компаратор (одноразрядный АЦП), смириться с погрешностями формы ПСП, все равно они всяко будут меньше, например, погрешности эфемерид. Ограничить до минимума число каналов и т.д. Тогда, может быть, и Атом справится, но все равно, это же Интеловский процессор.
Кстати, у нас вся вторичная обработка в фоновом режиме на Интеловском процессоре 600 МГц занимает всего 1 мс. Это расшифровка оперативной информации и расчет эфемерид всех спутников, коих может быть под 20 штук, и решение навигационной задачи. Кроме того, реализованы некоторые фазовые режиме, которые требуют очень даже приличных вычислительных ресурсов. И на все - 1 мс.
А прогноз по альманаху - время вообще не поддается измерению. Поэтому не совсем понятен повышенный интерес к этой проблеме.

По поводу актуальности передачи эфемеридной информации по каналам GSM - прием этой информации непосредственно со спутника - гораздо проще, эта информация передается в GPS каждые 6 секунд. А поскольку все равно без приема сигнала и измерения его параметров эта информация бесполезна, то принимать сигнал все же надо, вместе с информацией.

И насчет "горячего", холодного и теплого старта. Якобы aGPS помогает перейти сразу в горячий старт, минуя холодный.
Холодный старт - это когда при включении приемника нет ничего - ни альманаха, ни оперативной информации, ни приблизительных текущих координат, ни текущего времени. Но такая ситуация имеет место сразу после изготовления приемника, или его очнь длительного хранения неизвестно где при отсутствии всякого питания. Это крайне редкий случай. При холодном старте производится поиск всех возможных спутников. Как я указывал ранее, в современном приемнике все спутники можно перебрать в два-три приема, т.е. в слепом поиске уходит в три раза больше времени, чем при теплом старте. Не так уж и много. Далее надо принять альманах, это еще полчаса, и на этом холодный старт закончен.
Теплый старт - альманах какой-никакой есть, текущее время приблизительно есть по встроенным часам, текущие координаты - из предыдущих измерений, точности в 1000 км, а то и более вполне хватает.  Поскольку в данном случае область неопределенности параметров сигнала - а это задержка и частота Доплера - довольно большие, необходим поиск во всем диапазоне этих параметров. Какие именно над нами летают спутники, известно из прогноза по альманаху. Поиск сигналов и прием оперативной информации занимают 2-3 минуты максимум. Это основной режим старта навигационного приемника.

Горячий старт - это когда есть альманах, оперативная информация, при этом известны координаты с точностью до 1 км, а лучше - до 300 метров, кроме того, бортовые часы приемника выставлены с точностью не хуже нескольких сот нс, а частота опорного генератора -не хуже 0.01Гц на частоте 10 МГц, т.е в 10-м знаке .  Тогда прогноз параметров сигнала возможен с точностью единиц герц по частоте и нескольких бит ПСП по задержке (бит ПСП составляет в GPS 1 мкс).  При этом поиск сигнала производится всего за несколько секунд.

Так вот, никакой aGPS не в состоянии сразу после включения перевести приемник GPS в горячий старт.  Наверное, можно передать точные эфемериды и точку стояния сотовай станции, это обеспечит точность в городе несколько сот метров, что вполне приемлемо. Но вот точность установки часов с точностью хотя бы 1 мкс - это вряд ли. И самое неприятное, внутренний генератор приемника может быть рассторен на очень большую величину, в пересчете на несущую запросто могут получиться килогерцы.  Поэтому все равно приходится гонять поиск по всему диапазону параметров, а это уже никакой не горячий, а теплый старт. Который реализуется и без aGPS.

[STS]

Горячий старт - это когда есть ...

Ну вообщето так и есть, для aGPS и сообщается местоположение телефона в пределах соты с точностью ~300 метров и время точное известно, все условия горячего старта соблюдены.

(для работы aGPS нужна поддержка оборудования опсоса)

[PIN]

А что такое "опсос"?
У Nokia, у Google есть бесплатные SUPL сервера.

[Вал]

А что такое "опсос"?

Термин как нельзя лучше определяет обзываемого - "ОПератор СОтовой Связи"

[trewm]

A-GPS в Москве, такое ощущение, вообще не работает. Поискал в интернете - 2-3 года назад не поддерживалось операторами точно.

Кстати, вчера провёл эксперимент - вышел из м. Чистые пруды, запустил (да, перед этим были обновлены эфемериды с помощью QuickGPS - HTC утверждает, что способствует более быстрому старту) Navitel в HTC Diamond 2 - практически сразу нашёл только один КА. Пошёл по Чистопрудному бульвару (место достаточно открытое), через 200 м - обнаружен 2-ой, ещё через 200 - 3-ий. Четвёртый так и не захотел обнаруживаться - я долго ждать не стал, так как дошёл до конечной точки.

Позже тем же вечером координаты определились практически мгновенно.

Итого - за 5 мин. GPS так и не заработал и судя по моему опыту сильно надеяться  на то, что при выходе из метро навигатор быстро подскажет куда идти, не стоит. А ведь хотелось бы!

[АниКей]

ОАО "Российские космические системы" создают отраслевой центр системного мониторинга и оперативного управления[/size]
:: 15.11.2010

 http://www.roscosmos.ru/main.php?id=2&nid=13697

Генеральным директором – генеральным конструктором ОАО «Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем» Юрием Урличичем подписан приказ о развертывании в ОАО «Российские космические системы» отраслевого центра системного мониторинга и оперативного управления (ЦСМОУ) Роскосмоса с круглосуточным режимом функционирования. Центр создан в 2010 году в соответствии с государственным контрактом между Роскосмосом и ОАО «Российские космические системы». Специалистами корпорации разработаны аппаратно-программные и технические средства отраслевого ЦСМОУ. В 2011 году Центр начнет функционировать по целевому назначению в составе головного участка отраслевой системы мониторинга критически важных и (или) потенциально опасных объектов Роскосмоса.

Информация об угрозах и предвестниках чрезвычайных ситуаций, связанных с техногенными авариями, пожарами, неполадками в системах жизнеобеспечения и безопасности на предприятиях ракетно-космической промышленности России, а также на космодроме Байконур будет поступать в отраслевой центр в реальном масштабе времени. Это, например, позволит в отраслевом центре контролировать превышение предельно допустимых норм паров гептила в монтажно-испытательном корпусе (МИК) в процессе подготовки ракет космического назначения к пуску. Установленная на МИК система высокоточного мониторинга смещений инженерных сооружений, использующая технологию ГЛОНАСС, позволит увидеть смещения и колебания конструкций с миллиметровой точностью. Центр также будет отслеживать местонахождение и условия транспортировки опасных и ценных грузов Роскосмоса железнодорожным транспортом, в том числе негабаритных.

«Новейшие инновационные разработки, примененные при создании Центра системного мониторинга и оперативного управления, позволяет  объединить такие  космические информационные системы, как ГЛОНАСС, дистанционное зондирование Земли, международную систему поиска и спасания КОСПАС-САРСАТ в целях создания безопасной среды функционирования различных структур и предприятий Федерального космического агентства, – говорит Юрий Урличич. – Наши разработки позволяют предложить людям новый уровень безопасности, а значит и новый уровень качества жизни».

Обобщенная информация, а в случае необходимости и детализированная через выделенное автоматизированное рабочее место отраслевого центра, установленное в ЦИП Роскосмоса, будет доводиться до руководства Роскосмоса для принятия решения. Также предусмотрена возможность передачи информации о чрезвычайных ситуациях в НЦУКС МЧС России.

Пресс-служба ОАО «Российские космические системы»

[Yura_L.]

Горячий старт - это когда есть ...

Ну вообщето так и есть, для aGPS и сообщается местоположение телефона в пределах соты с точностью ~300 метров и время точное известно, все условия горячего старта соблюдены.

(для работы aGPS нужна поддержка оборудования опсоса)

Точное время - понятие очень растяжимое.
Неужели время по сотовым сетям можно установить часы с точностью в сотни наносекунд? Сомневаюсь, однако. Миллисекунды - наверное можно, но для GPS это очень грубо.

А самое главное, для горячего старта нужно, чтобы частота опорного генератора была выставлена с точностью до 10-го знака. Чтобы на несущей частоте иметь ошибку в единицы Гц, и обеспечить быстрый захват ФАПЧ, без дополнительного поиска по частоте. А это точность среднего атомного генератора, между прочим. И с помощью GSM это сделать никак нельзя. А тогда и точность установки часов бесполезна - шкала времени тут же уйдет.  А при вкючении питания генератор может быть расстроен очень сильно - в 6-м, а то и в 5-м знаке в зависимости от качества генератора и внешних условий. А одна единичка 6-го знака - это уход шкалы времени 1 мкс за секунду. Так что искать надо все равно по всему диапазону.

Хотя, бог знает почему, но GPS в моем коммуникаторе почему-то уже приняв сигналы кучи спутников, очень долго чего-то думает, прежде чем выдать координаты. Бывает, и полчаса. Что там можно думать - понятия не имею. Может, не нравится ему альманах или еще что-то? Или хочет aGPS? Не какие-то данные, а сам факт его существования?
Обычно это после дальних перелетов.  Но спутники-то он ловит быстро! А после того, как сигналы найдены, ничто не мешает ему выдать координаты через 6 секунд!  Загадка природы, однако...

[zeaman]

Хотя, бог знает почему, но GPS в моем коммуникаторе почему-то уже приняв сигналы кучи спутников, очень долго чего-то думает, прежде чем выдать координаты. Бывает, и полчаса. Что там можно думать - понятия не имею. Может, не нравится ему альманах или еще что-то? Или хочет aGPS? Не какие-то данные, а сам факт его существования?
Обычно это после дальних перелетов.  Но спутники-то он ловит быстро! А после того, как сигналы найдены, ничто не мешает ему выдать координаты через 6 секунд!  Загадка природы, однако...

А какой GPS receiver так делал? У меня давно Магеллан 760 так страдал. (после перелета на самолете - минут 20 думал с внешней антенной)
А вот Garmin Nuvi очень быстро восстанавливается, и даже на полу машины и под крышеи парковки работает (на внутренней антенне).

[PyKaB]

Точное время - понятие очень растяжимое.
Неужели время по сотовым сетям можно установить часы с точностью в сотни наносекунд? Сомневаюсь, однако. Миллисекунды - наверное можно, но для GPS это очень грубо.

Точное время очень важно для радио сетей состоящих из зон, которые частично перекрывают друга. фактически,  ширина канала зависит в основном от точности синхронизации

[Yura_L.]

Хотя, бог знает почему, но GPS в моем коммуникаторе почему-то уже приняв сигналы кучи спутников, очень долго чего-то думает, прежде чем выдать координаты. Бывает, и полчаса. Что там можно думать - понятия не имею. Может, не нравится ему альманах или еще что-то? Или хочет aGPS? Не какие-то данные, а сам факт его существования?
Обычно это после дальних перелетов.  Но спутники-то он ловит быстро! А после того, как сигналы найдены, ничто не мешает ему выдать координаты через 6 секунд!  Загадка природы, однако...

А какой GPS receiver так делал? У меня давно Магеллан 760 так страдал. (после перелета на самолете - минут 20 думал с внешней антенной)
А вот Garmin Nuvi очень быстро восстанавливается, и даже на полу машины и под крышеи парковки работает (на внутренней антенне).

У меня попроще - Сирф в коммуникаторе Glifish X800. Магеллан с Гармином - они немного повыше классом будут.  И именно так - после перелета думает минут 20. Хотя спутники ловит.

[PIN]

А что, и "лекарство" в виде sirftech не помогает?

[Дмитрий Виницкий]

А в чём причина вашего настойчивого искажения названий? Кстати, E-TEN Glofiish X800 имеет aGPS :wink:

[Yura_L.]

А что, и "лекарство" в виде sirftech не помогает?

Да некогда в командировке с ним возиться. И в спешке там много натворить можно. Вот когда сдох окончательно, с помощью sirftech понял, что надо менять  

Да в общем-то такое не каждый день бывает, так что особо не напрягает.

[Yura_L.]

А в чём причина вашего настойчивого искажения названий? Кстати, E-TEN Glofiish X800 имеет aGPS :wink:

Название на корпусе написано так, что первая буква i практически не видна.  

GPS есть, а вот aGPS - не нашел...
Есть сервис - обновление данных через GPRS, но это ведь не то совсем.  А вот GPS - самый настоящий, по протоколу NMEA, через аппаратный порт RS-232 приемника. И самое главное - можно пользоваться любой навигационной программой, на выбор.

[Дмитрий Виницкий]

А  вы думаете, в телефоне - по другому?  нельзя пользоваться любой программой? E-TEN Glofiish X800 позиционируется производителем именно как смартфон. Попробуйте в навигаторе программу поменять :wink:

[Alex D]

А  вы думаете, в телефоне - по другому?  нельзя пользоваться любой программой? E-TEN Glofiish X800 позиционируется производителем именно как смартфон. Попробуйте в навигаторе программу поменять :wink:

Ну, справедливости ради, во вменяемых навигаторах, которые в большинстве своём на WinCE, навигационные программы тоже без проблем меняются, хоть Яндекс.Пробки ставь, если сама навигация не требуется

[Yura_L.]

А  вы думаете, в телефоне - по другому?  нельзя пользоваться любой программой? E-TEN Glofiish X800 позиционируется производителем именно как смартфон. Попробуйте в навигаторе программу поменять :wink:

В телефоне - вряд ли.  Если и можно, то уж очень специфическая программа нужна. По крайней мере, я не видел ни разу, к примеру, Навител или Гисруссу для Нокии. Только для ПК или КПК.  Да и перепрошивка телефона - штука очень сомнительная. А в смартфоне - там обычный Windows, программы - в свободном доступе. Часть программ и карты - вообще бесплатные. Установка программ - предельно простая.  Я считаю, это одно из достоинств смартфона.
Но с другой стороны использовать смартфон в качестве телефона - не совсем удобно. Обычный телефон намного удобней.

В навигаторе программа меняется просто - вставляется другая флэшка - и все. Я имею в виду обычный автонавигатор.  Там тот же самый Windows, только программа запускается автоматически по ссылке на флэшку.  
С навигаторами типа Гармина - сложнее. Тем более с чем-нибудь типа Trimble. Но там есть выход типа RS-232 с NMEA, и ради бога, с помощью какого-нибудь нетбука можно пользоваться любой программой.  
Просто очень часто бывает, что встроенное ПО совершенно не удовлетворяет никаким требованиям. К примеру, в программе Автоспутник совершенно нет города Красноярска. То есть совсем нет. Пустое место. Хорошо, хоть Енисей есть. А на запросы в фирму ответ такой - и не будет никогда.  Такая штука у нас была с Глоспейсом, в котором стоял этот Автоспутник. Пришлось заменить Автоспутник на Навител.

[Дмитрий Виницкий]

Алё гараж? при чем тут перепрошивка телефона?    
Я весь в сомнениях.  
Я вообще...
Ну, не знаю.
С тем ли человеком я вообще пытаюсь говорить.

[trewm]

Алё гараж? при чем тут перепрошивка телефона?  .

Речь в последнем посте ("В телефоне - вряд ли"), как я понял, о телефоне-не смартфоне, т.е. без нормальной ОС типа WM, iOS, Symbian, Android и т.д.

Хотя у меня таких не было, такие вроде действительно есть/были.
Например, SE W760i - там, как я понял, действительно или прошивку менять (только вот откуда?) или Java-программу надо ставить, чтобы другую программу для навигации использовать. Что нереально.

Вот ещё Motorola EX300 за 5000 руб нашёл на платформе Brew Mobile. Что за платформа - хз, но вряд ли для неё можно навител и т.п. найти.