[ «Б. Н. Жуков, А. П. Карпик ГЕОДЕЗИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ИНЖЕНЕРНЫХ ОБЪЕКТОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ И ГРАЖДАНСКИХ КОМПЛЕКСОВ Рекомендовано УМО по образованию в области геодезии и фотограмметрии в качестве учебного пособия для ...»
В 1999 г. лаборатория GPS Сеульского Национального Университета разработала систему внутренней навигации установки сантиметровой точности, используя асинхронные псевдолиты. Система была расширена в последующем году, чтобы включить восстановление потерь счета циклов фазы несущей и функции автоматического разрешения неоднозначности фазы. При использовании этой системы в качестве датчика положения и ориентации лаборатория создала систему контроля автомобилей (судов и других средств передвижения) и получила ошибки положения в 1 – 2 сантиметра. Эти результаты доказали, что при использовании псевдолитов возможна навигация внутри помещений (большая фабрика, луна-парк) или там, где GPS сигналы блокированы (Changdon Kee).
Известны технологии объединения GPS с другими системами мониторинга, например, микроволновыми системами дистанционного зондирования (типа синтезированного апертурного радара SAR), микроволновыми и лазерными альтиметрами и др. Одним из примеров такого рода работ являются исследования Гренландского ледяного щита, проводимые Национальной съемкой и Кадастром Дании совместно с Университетом Копенгагена, Техническим университетом Дании, Датским центром дистанционного зондирования и Лабораторией реактивного движения США (Nielsen C.S. Polar positioning Tracking Greenlands Ice Sheet /GPS World, July 1999, V. 10, No 7. P. 42 – 44, 46, 48, 50. – Англ.).
3.3.4. Применение GPS в службах, основанных на определении В последнее время в США, Европе, Австралии, Южной Азии появились службы, основанные на определении положения – Location-based services (LBS).
Появились LBS-услуги в Москве. Эти службы обеспечивают пользователей специфичной, целенаправленной информацией, основанной на местоположении каждого определенного пользователя в любое время. В случае запросов в чрезвычайных ситуациях очевидно, что, если респонденты имеют информацию относительно местоположения людей, делающих запрос, то время ответа может быть уменьшено. Следовательно, безопасность и сохранность – важные соображения (факторы) для «мобильного общества». Второй тип применения – это информация о том, что имеется поблизости от мобильного устройства или от местоположения пользователя, и что разыскивается. Требуемая информация может быть связана с такими точками интереса, как больницы, рестораны, автостоянки и так далее. Такое обслуживание может обеспечивать информацию относительно интересующей пользователя точки или маршрута сопровождения, чтобы найти этот объект. Например, в случае вызова аварийной службы на место поломки газопровода, работник должен войти в область аварии и быстро найти местоположение нарушенной трубы, информацию о хозяевах близлежащих владений и т. д. Мобильное устройство с возможностью позиционирования может использоваться для того, чтобы сделать запрос в базу данных ГИС о задвижках, которые позволили бы изолировать поставку газа в соответствующее место.
Служба LBS, представляющая собой систему беспроволочной связи, состоит из трех главных компонентов: мобильных центров переключения (MSC) или оборудования центральной обработки, базовых станций и телефонных трубок пользователей. MSC отвечает за взаимодействие с большим числом базовых станций, управление обработкой запроса и составление счетов (рис. 3.14). Они используют некоторые базы данных, типа Home Location Register (Регистр Местоположений Домов, HLR) и Visiting Location Register (Регистр Местоположений Посещений, VLR). Базовые станции являются «линиями связи» между MSC и телефонными трубками. Базовая станция управляет сотовой ячейкой в пределах беспроволочной телефонной сети, содержащей много мобильных телефонных трубок. Базовая станция типично включает блок управления, радиооборудование базовой станции и антенну.
Мобильные телефонные трубки могут быть сотовыми телефонами или малыми ручными вычислительными устройствами, известными как Персональные Цифровые Ассистенты (PDA). В России их называют КПК – командными персональными компьютерами. Мобильная телефонная трубка состоит из блока контроля, интерфейса, приемопередатчика и антенной системы.
Рис. 3.14. Элементы службы, основанной на определении местоположений мобильный телефон;
AGPS – Assisted GPS – система GPS, которой оказывается помощь;
BS – Base Station – базовая станция, определяющая приближенное положение (Approximate location);
Mobile Network – мобильная Сеть;
Service Gateway – служба доступа;
GMLC – Gateway Mobile Location Center – центр доступа к мобильному позиционированию;
SMS – Short Message Service – служба коротких сообщений;
GPRC – General Packet Radio System – система общей пакетной радиосвязи;
Wireless Internet – беспроволочный (радио) Интернет;
WML – Wireless Markup Language – язык для беспроволочных (радио) указаний;
HTML – Hyper Text Markup Language – гипертекстовый язык указаний;
Application Server – сервер приложений;
Spatial Database – пространственная база данных;
API – Application Program Interface – интерфейс программных приложений;
Billing Server – сервер для составления счетов.
Когда пользователь (вызывающая сторона) делает запрос со своего сотового телефона, вызываемая базовая станция принимает запрос и передает его запрашиваемому MSC. Вызванный MSC обрабатывает запрос, устанавливает профиль запроса от базы данных и делает соответствующую информацию доступной MSC. Вызывающая сторона получает запрос через вызванную базовую станцию. Связь между MSC выполняется через установленную телефонную систему.
Наиболее общий способ для мобильного позиционирования без использования GPS решения – по сотовой ячейке начала, по времени прибытия (сигнала), по углу прибытия (сигнала) и улучшенной разности наблюденного времени. Все методы используют беспроволочную телекоммуникационную систему непосредственно. Метод Cell of Origin (COO) – наиболее прямое решение и использует информацию об идентификации ячейки в пределах мобильный телефонной сети, чтобы идентифицировать приближенное местоположение абонента. Однако, этот метод часто не очень полезен из-за низкой точности позиционирования. Метод Time of Arrival (по времени прибытия, TOA) обычно использует сетевое решение по определению положения мобильных абонентов. Здесь для вычисления местоположения устройства используется различие во времени прибытия сигнала от мобильного устройства пользователя до, по крайней мере, трех базовых станций. Метод Angle of Arrival (по углу прибытия, AOA) определяет местоположение мобильного устройства по углу, под которым сигналы, переданные от этого устройства, достигают базовых станций.
В методе улучшенной наблюдаемой разности во времени (Enhanced Observed Time Difference, E-OTD) местоположение мобильного устройства определяется по положениям приемников, которые географически распределены на обширной площади. Это так называемые Блоки Измерения Местоположения (Location Measurement Units, LMU), каждый из них имеет точные часы (источник точного времени). Когда это возможно для E-OTD (позволяет программное обеспечение), мобильные устройства и LMU принимают сигналы, по крайней мере, от трех базовых станций, по которым вычисляется разность во времени прибытия сигнала от каждой базовой станции основы на телефонную трубку и в LMU. Оцененное местоположение телефонной трубки рассчитывается по методу различия во времени через гиперболическую засечку. Метод E-OTD предлагает уровень точности от 50 до 125 м.
Вторая группа методов определения положения абонентов основана на использовании спутниковой радионавигационной системы GPS. С ее помощью можно достигать сравнительно высокой точности, когда эксплуатационные условия благоприятны. В случае позиционирования вне помещений, когда сигналы от созвездия спутников GPS не блокируются препятствиями,
«