VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Реалии сегодняшнего дня таковы, что сфера телекоммуникаций играет значительную роль в нашей жизни. С технической точки зрения, созданные системы определения местонахождения ГЛОНАСС (Глобальная Навигационная Спутниковая Система) и GPS (Global Positional System) являются уникальными научно-техническими комплексами. Они обеспечивают в настоящее время наибольшую точность глобальной временной и координатной привязки абонентов. Они с высокой точностью (до 10 метров) определяют местонахождение объекта в ясные дни и на открытой местности. Современная структура городских построек, а именно высотные здания, стены которых экранируют и искажают сигналы спутников, а следовательно снижают точность определения координат объекта. А в в последнее время, в связи с появлением огромных торговых центров, выросла необходимость определения местоположения внутри жилых и промышленных построек. Целью данной статьи является поиск методов и средств устранения погрешности в системах GPS и ГЛОНАСС в отмеченных ситуациях.

Первым способом увеличения точности геопозиционирования является использование сигналов сотовой связи (GSM). На сегодняшний день в сетях сотовой связи в основном используются следующие методы. Метод сотовой идентификации Cell ID, в котором координаты абонента вычисляются по таблице расположения и радиуса ячеек сотовой сети, то есть по активной соте, в которой он находится. Метод не требует модификации сотового телефона, а только минимального изменения программного обеспечения GSM-оператора. Метод определения местоположения по времени доставки сигнала TOA (Time of Arrial), котором позиционирование основано на измерении интервалов времени, за которые сигнал с мобильного телефона достигает трех или более точек, оснащенных LMU (Location Measu-rement Units - устройство измерения местоположения). MLC (Mo-bile Location Centre - центр расчетов положения) запрашивает ближайшие к мобильному телефону LMU и вычисляет положение телефона на основании времени приема сигналов (временных задержек) в фиксированных пунктах. Модули LMU размещаются в пределах сотовой сети в фиксированных пунктах отдельно или на базовых станциях там, где они могут контролировать территорию соседних сот. В среднем, один LMU ставится на четыре базовые станции. Для реализации требует высокой плотности сети, высокой стоимости дополнительного оборудования и затрат на обслуживание. Внутренние часы сети для обеспечения точности требуют высокой синхронизации. Метод по технологии наблюдаемой разницы во времени OTD (Observed Time Difference) основан на измерении разницы во времени прибытия сигнала в одну базовую станцию, имеющую блок LMU, и еще, как минимум, в две соты с таким же оборудованием. Для разгрузки телефонного аппарата все сложные вычисления выполняет MLC (Mobile Location Center - центр локализации мобильных телефонов). Для реализации метода нет необходимости в подключении смежных сот для приема сигнала телефона, запрашивающего свои координаты, требуется меньшее количество LMU. Для получения информации о местоположении на мобильном аппарате требуется модификация его программного обеспечения. Метод требует применение нового оборудования для оператора сотовой связи, установку модулей синхронизации. Комбинированный метод Cell ID + RTT позволяет определить местоположение на основе двух параметров: идентификатора соты и времени распространения сигнала до адресата и обратно.

Таким образом, посредством использования сигналов сотовой связи появляется возможность внесения поправок в координаты, полученные при помощи GPS. Но каждый из данных методов требует определенных затрат на технологическую оснастку со стороны операторов сотовой связи с целью модернизации оборудования для возможности использования того или иного метода. Далее приводится таблица приблизительной точности определения местоположения при использовании выше перечисленных методов.

Таблица – Точность определения местоположения посредством методов GSM

Название метода	Точность
Cell ID	до 150 м
TOA	до 125 м
OTD	до 100 м
Cell ID + RTT	16-20 м

При реализации потребуется программное обеспечение для отслеживания перемещения объекта при помощи GPS-передатчика, встроенного в телефон под управлением операционной системы Android.