AGPS

Probleme für Mobiltelefone mit herkömmlichen GPS

• die Zeit, die bis zu einer ersten Positionsbestimmung vergeht, ist relativ lang (30-60 Sekunden, im schlimmsten Fall mehrere Minuten)

• in städtischer Umgebung ist die freie Sicht zu den GPS-Satelliten oft stark eingeschränkt, in geschlossenen Räumen sogar unmöglich

• der Stromverbrauch des Satellitenempfängers ist hoch

Assisted Global Positioning System

• Assisted Global Positioning System (A-GPS) verringert diese Probleme, indem es das Mobilfunknetz benutzt, um dem Empfänger Hilfsdaten zu übermitteln, die die Positionsbestimmung deutlich erleichtern.

Assisted Global Positioning System(2)

• Der wahre Vorteil des Assisted GPS liegt jedoch nicht nur in der Größe, sondern in der Geschwindigkeit der Satellitenortung.

• Die Suchzeit, die die 24 Satelliten für die Lokalisierung des Nutzers bei der normalen GPS-Ortung benötigen, fällt beim AGPS-Modell weg.

• Der Grund liegt im Aufbau des Mobilfunknetzwerkes. Das Netzwerk ist in Funkzellen gegliedert, und jede Basisstation versorgt eine gewisse Anzahl von Zellen, damit ist bereits die ungefähre Position des Nutzers bekannt.

Assisted Global Positioning System(3)

• Startet man jetzt eine AGPS-Lokalisierung, übermittelt die Basisstation dem GPS System den ungefähren Aufenthaltsort des Empfängers, was es für die Satelliten deutlich leichter macht, die genaue Position zu ermitteln.

• Ein weiterer Vorteil gegenüber herkömmlichen GPS-Lösungen ist auch die Schonung der Akkuleistung, da weniger Daten mit den Satelliten ausgetauscht werden müssen.

Assisted Global Positioning System(4)

• Weiterhin benötigt AGPS immer Sichtkontakt zu den Satelliten, leichte Störungen, wie schlechte Wetterverhältnisse, können das Ergebnis erheblich(!) beeinträchtigen.

Assisted Global Positioning System(4)

• Die Ortung im Auto, bei der man das Gerät schräg zur Windschutzscheibe stellt, ist nur sehr eingeschränkt möglich und daher noch nicht für sinnvolle Anwendungen wie Navigationssysteme brauchbar, da eine permanente GPS-Ortung höchstens über Drittsoftware ermöglicht wird.

• Eine Ortung in Gebäuden ist generell nicht möglich.

Aufbau und Wirkungsweise von AGPS(1)

• Wie bereits erwähnt ist der ungefähre Standort eines Handys mit AGPS bereits durch die Funkzelle bekannt.

• Dieser Ort kann durch Triangulation der Signallaufzeiten von den anderen in der Nähe befindlichen Mobilfunkmasten weiter präzisiert werden.

• Diese Informationen können verwendet werden, um den Suchbereich für die Satellitensignale (Identität der sichbaren Satelliten, ungefähre Laufzeit,Dopplerverschiebung) einzuschränken und somit die Messung zu beschleunigen.

Aufbau und Wirkungsweise von AGPS(2)

• Beim konventionellen GPS hat der Empfänger wesentlich mehr Aufgaben zu bewältigen als beim AGPS

• Beim AGPS werden die Satellitendaten von Referenzempfängern gelesen, die stationär an Orten mit guter Sicht zum Himmel aufgestellt sind, so dass der mobile Empfänger nur die Ankunftszeiten messen muss, wozu ein um bis zu 30 dB geringerer Pegel ausreicht.

Aufbau und Wirkungsweise von AGPS(3)

• Zusätzlich können erweiterte Fehlerkorrekturen nach dem Prinzip von DGPS übertragen werden.

Aufbau und Wirkungsweise von AGPS(4)

Netzwerkbasierter und Terminalbasierter Modus(1)

• Bei netzwerkbasiertem AGPS sendet das Terminal (also z.B. das Mobiltelefon) die gemessenen Signallaufzeiten der jeweiligen Satellitensignale (also letztlich die Entfernungen) zu einem Server im Mobilfunk-Netz. Dieser berechnet daraus die genaue Position, die dieser schliesslich zurück an das Terminal oder eine Anwendung übermittelt. Die Hilfsdaten bestehen in diesem Falle nur aus den Suchraumparametern.

Netzwerkbasierter und Terminalbasierter Modus(2)

• Beim terminalbasierten Modus erhält das Terminal lediglich die Satelliten- und Hilfs-Daten und berechnet seine Position nach der Messung selbst.

Handys mit AGPS (Beispiele)

Motorola A1000

Siemens SXC75Sony-ericsson P910i

Ortungssoftware für AGPS

• Sky Map

• Map View

• Wayfinder

Der Map View‘er ist Freeware ohne Kartenmaterial

September 2005 (1)

• 19. September 2005 — Fujitsu Media Devices (FMD) und Fujitsu Microelectronics Europe (FME) stellen ein neues, kompaktes AGPS/GPS-Modul für mobile Geräte vor. Aufgrund seiner kleinen Abmessungen eignet es sich ideal für den Einbau in Produkte wie zum Beispiel Mobiltelefone und andere tragbare Geräte, wo es in beliebigen Netzwerkumgebungen genutzt werden kann.

September 2005 (2)

• Muster des Moduls sind bereits verfügbar, und die Serienproduktion soll im Oktober 2005 beginnen!

September 2005 (3)

• Das mit 10,9 x 9,1 x 1,4 mm äußerst kompakte Modul nimmt im Search-Modus nur 180mW, im Deep-Sleep-Modus mit abgeschaltetem TCXO sogar nur 0,1mW auf.

• Hinzu kommt eine hohe Empfänger-Empfindlichkeit von besser als -150 dBm.

September 2005 (4)

• Realisiert werden konnte dieses Modul dank der proprietären Techniken von Fujitsu zusammen mit e-Ride Inc., einem führenden Anbieter von GPS/AGPS IP, AGPS-Servern und GPS-Referenznetzwerken

September 2005 (4)

AGPS in der Praxis

• Getestet wurde AGPS mit einem Motorola A1000, der Software MapView,

• MapView ist ein Freewareprodukt in dem auch Kartenmaterial eingebunden werden kann, das dann allerdings nicht mehr kostenfrei ist.

• Insgesamt gestaltet sich der Installations-aufwand unkompliziert.

• Ein schnelles Ergebnis wurde aber nur bei freier Sicht zu den Satelliten verzeichnet. Bei geringer Bewölkung verschlechterte sich das Ergebnis. Hinter Glas benötigt das System geraume Zeit bis es zur Anzeige des Ergebnisses.