GPSOne 是传统 GPS 定位技术与 CDMA 网 络技术巧妙结合的混合型定位技术 ,即 GPSOne =
A - GPS + A FL T ( CDMA ) + Mixed Cell - ID + Cell - ID 。通过定位平台技术及终端芯片集成技 术 , GPSOne 将无线网络辅助 GPS 定位及 CDMA 三角运算定位功能进行了有机的融合 (嵌入到 CD2 MA 终端芯片之中) 。其工作原理是首选无线网络 辅助 GPS 定位 ;在 GPS 卫星视线被全部/ 部分遮 挡的情况下 ,全部/ 辅助采用 CDMA 三角定位技术 进行辅助定位 。这种无线网络辅助 GPS 与 CD2 MA 三角运算的有机结合使两种定位技术在不同 的定位环境中优劣势得到互补 :在农村或郊外 CD2 MA 三角定位因无线基站稀少 ,精度较差 ,而无线 网络辅助 GPS 定位在这些环境中正好充分发挥优 势 ,反之 ,在地下停车场 、高架桥下及高楼大厦林立 等区域 ,无线网络辅助 GPS 定位较为困难 ,而在这 些区域由于 CDMA 基站往往分布较密 ,因此 CD2 MA 三角定位技术的优势得以充分发挥 。
在 GPS 接收机能正常定位的基础上 ,所以 GPS 用 ID ,或定位算法如 E20 TD 等 ;第四类将第二类与第
户或者差分用户在室内 、高楼建筑物旁难以使用 ; 三类混合使用 ,称为混合型定位技术 ,如美国高通
单独的 GPS 接收机在冷启动时需要两分钟来计算 公司的 GPSOne 技术[2] 。现将上述四类技术特点
另外 ,为了进一步确保定位成功率 , GPSOne 在导频信号不足 、CDMA 三角定位失败的情况下 将使用混合 CELL2ID 进行定位 ,最后才考虑使用 CELL2ID 进行定位 。
综上所述 , GPSOne 定位技术具有如下优势 :
GNSS World of China/ 2009. 2
·定位精度较高 :大部分情况下室外定位精度 可达 5～50m ;
GPS 辅助定位技术研究现状及分析3
赵 娜 ,胡彩波 ,潘 颖 ,楚恒林
(北京市 5136 信箱 ,北京 100094)
摘 要 :主要介绍了 GPS 辅助定位技术的研究现状 ,对各种辅助定位技术的原理进行了 分析 ,重点对 GPSOne 定位技术的优势和实现策略进行了论述 ,并提出增强 GPSOne 技术 ,同 时对位置服务市场前景进行了展望 。
目前各种移动定位解决方案可归纳为四类 :第
在一定的局限性 ,主要原因是 : GPS 单元必须与至 一类为传统 GPS ;第二类为将传统 GPS 与无线通
少 4 颗 GPS 卫星保持可见度才可定位 ,结合 GPS 信网络结合 ;第三类依靠无线通信网络本身的资源
广域差分信息虽然可以提高定位精度 ,但必须建立 进行定位 ,无需 GPS ,如利用 Cell2ID 、增强型 Cel12
定位精度较 E - O TD 高 ,无需改 动网络
网络辅 助 定 位 技 术 与 基 于 网 络 定位技术结合 ,优劣互补
终端需支持 GPSOne 功能
3 收稿日期 :2008210221 2009. 2/ 全球定位系统
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1. 1 无线网络辅助 GPS 技术提高定位精度[4] 传统 GPS 技术由于过于依赖终端性能 ,即将
C2GPS 协同式卫星定位技术是由国防科技大 学计算机学院根据协同式定位的基本思想开发的 。 与 A2GPS 定位技术相比 ,C2GPS 终端机采用单块 小数据采集定位处理算法 ,空间和时间容量小 。C2 GPS 终端机在 C2GPS 定位服务器的辅助下 ,不但
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能够求解伪距 , 而且能够解算出 自身 位置 ; A GPS 终端机通常只能求解伪距 ,定位计算在定位 服务器中完成 。因而 , C2GPS 定位时的通信次数 少 、通信量降低 、定位的通信延时小 ,并且单台 C2 GPS 定位服务器的容量大 。
CDMA 三角运算定位是蜂窝电话网络自身定 位技术的一种 ,它利用 CDMA 手机接收到不同基 站发出的信号到达该手机的时间差 ,通过算法软件 计算经纬度 。其他蜂窝电话网络如 GSM 、GPRS 也有类似的自定位技术 ,但由于 CDMA 是唯一全 网同步 (通过 GPS) 网络 ,因此定位精度极高 。根 据其工作原理 ,在能够收到多个来自不同方位基站 的信号时定位精度较高 ,在基站覆盖稀疏地区 (如 郊区 、卫星覆盖较差的室内) 或基站间夹角太小的 位置定位效果较差 。 1. 3 GPSOne 定位技术优势分析
第一个方位 ,定位时间过长 ; 此外 , GPS 终端对卫 作简要分析 ,见表 1 。
表 1 四类移动定位解决方案技术特点简要分析
技术类型
优势
不足
GPS(24 颗卫星分六个轨道平面覆盖全 球 , GPS 终端根据卫星导航数据及到达 延时计算位置)
精度高 (5～40m) [3 ] 启动后定位速度快 (1～2s)
需要开阔视野 (看到至少 4 颗 GPS 卫 星 ,或在终端高度已知至少看到 3 颗卫 星) ,冷启动慢 (几十秒～15min)
基于网络的定位技术
Cell2ID : (将手机所处扇区中心作为手 定位速度快 、无需改动网络和终
机位置)
端
E2O TD ( GSM/ GPRS) : (通过终端接收 网络内设 置 的 标 准 时 钟 信 号 时 延 及 角
综上所述 ,无线网络辅助 GPS 在定位精度 、定 位灵敏度 ,终端耗电及启动速度方面比传统 GPS 均有显著提高 。但无线网络辅助 GPS 也有不足之 处 :在 GPS 信号接收环境极为恶劣的环境下 (如地 下停车场) 无法进行定位 ,或定位误差较大 ,这同样 也是传统 GPS 的弱点 。 1. 2 CDMA 三角运算定位解决市内定位问题
关键词 : GPS 定位 ;辅助定位技术 ; GPSOne 技术 ;增强 GPSOne 中图2009) 0220013203
引 言
GPS 导航定位技术以其高精度 、全天候 、高效 率 、多功能 、操作简便 、应用广泛等特点著称 ,随着 现代生活节奏的不断加快及人们移动的频繁 ,如何 能够更好地开发和应用 GPS 卫星导航资源 ,如何 使卫星导航技术在国民经济建设 、社会发展中发挥 更大的作用已经成为人们关注的问题 。
·定位灵敏度高 :在有 CDMA 信号覆盖的地 方均可定位 ;
·终端成本低 、高集成度 、大批量 、耗电少 、尺 寸小 (与正常手机一样) ;
·冷启动速度快 :约 30s 左右 。 此外 , GPSOne 技术可以缩短移动设备寻找可 用卫星的时间 ,减少了接收数据的时间 ,使运行在 CDMA 网 络 上 的 GPSOne 系 统 更 具 优 势 。GP2 SOne 将作为迄今为止性能最佳的全球定位技术为 用户定制各种贴身增值服务 ,包括城市指南 、公共 安全服务和跟踪业务等 。 1. 4 增强式 GPSOne 定位技术分析 我国的测绘工作者在静态定位和动态定位应 用技术及定位误差方面已经作了深入的研究 ,研制 开发了 GPS 静态定位和高动态高精度定位软件以 及精密定轨软件[4] 。近几年 ,我国已建成了北京 、 武汉 、上海 、西安 、拉萨 、乌鲁木齐等永久性的 GPS 跟踪站 ,进行对 GPS 卫星的精密定轨 ,为高精度的 GPS 定位测量提供观测数据和精密星历服务 ,正 致力于建立我国自主的广域差分 GPS ( WAD GPS) 系统 ,参与筹建全球导航卫星系统 ( GN SS) 和 GPS 增强系统 ( WAA S) 。同时 ,我国已建立起北斗导 航试验系统 ,正着手建立北斗卫星导航系统 ,自主 研制 、生产导航型 GPS 接收机 。GPS 技术的应用 正向更深层次发展 。因此 ,在我国自主的广域差分 GPS ( WAD GPS) 系统的基础上可以建立增强式 GPSOne ,即增强式 GPSOne = WAD GPS + A FL T (CDMA) 。WAD GPS 系统的原理就是通过广域 差分技术提高 GPS 的定位精度 , 系统可以 完成 GPSOne 技术中定位服务器端的全部功能 ,同时还 能提供高可靠性的差分改正数和完好性信息 。增 强式 GPSOne 用户终端只需在原来导航型 GPS 接 收机的基础上增加 CDMA 芯片即可 。工作原理是 首选 WAD GPS 系统 ;在 GPS 卫星视线被全部/ 部 分遮挡的情况下全部/ 辅助采用 CDMA 三角定位 技术进行辅助定位 。这种定位方式不但可以继承 GPSOne 的优势 ,在提高定位精度的同时还可以发 布完好性信息以提高用户使用的可靠性 。此外增 强式 GPSOne 还可以向所属用户提供普通 GPS 用 户机所不能企及的通信功能 。作为个体用户 ,因为 WAD GPS 系统覆盖全国各地 ,拥有这项功能后用 户不但可以随时知道自己的位置 ,在其他通信方式 不能正常工作时 (比如在西部偏远地区) 用户依然 可以与外界正常通信 。作为集团用户 ,利用增强式
卫星扫描 、捕获 、伪距信号接收及定位运算等工作 集于终端一体 ,造成定位灵敏度及终端耗电等方面 的缺陷 。无线网络辅助 GPS 的设计思想就是尽量 将终端的工作简化 ,将卫星扫描及定位运算等最为 繁重的工作从终端一侧转移到网络一侧的定位服 务器完成 。典型的无线网络辅助 GPS 网络构成如 图 1 所示 。 1. 1. 1 A2GPS 定位技术
2009. 2/ 全球定位系统
GPSOne 可以很容易地实现业务管理调度系统的 功能 。
2 位置服务市场前景分析
位置服务自诞生以来一直是一个热点话题 。 在混合定位技术面世之后 ,位置服务将为我们的生 活带来极大便利 。其相关的服务项目包括 :
1) 找人 (自己或他人) 和物的位置 ,位置服务已 成为其他数据增值服务的基础 ,信息服务已渗透到 我们的工作和日常生活的方方面面 。
2) 移动城市黄页 :医院 、银行 、旅游景点 、企事 业单位等设施的位置及详细信息尽在眼前 。
作为一种高精度的定位技术 ,A2GPS (网络辅 助的全球定位系统) 是通过 A2GPS 终端和移动通 信网络提供的 GPS 辅助定位信息共同获取移动通 信用户的位置信息 。