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AGPS(Assisted Global PositioningSystem,辅助全球卫星定位系统)是一种在一定辅助配合下进行GPS定位的运行方式。A-GPS技术是一种结合了网络基站信息和GPS信息对移动台进行定位的技术,可以在GSM/GPRS、WCDMA和CDMA2000网络中使用。该技术需要在手机内增加GPS接收机模块,并改造手机天线,同时要在移动网络上加建位置服务器、差分GPS基准站等设备。如果要提高该方案在室内等GPS信号屏蔽地区的定位有效性,该方案还提出需要增添类似于EOTD方案中的位测量单元(LMU)。
AGPS的具体工作原理如下所示:
(1)AGPS手机首先将本身的基站地址通过网络传输到位置服务器;
(2)位置服务器根据该手机的大概位置传输与该位置相关的GPS辅助信息(包含GPS的星历和方位俯仰角等)到手机;
(3)该手机的AGPS模块根据辅助信息(以提升GPS信号的第一锁定时间TTFF能力)接收GPS原始信号;
(4)手机在接收到GPS原始信号后解调信号,计算手机到卫星的伪距(伪距为受各种GPS误差影响的距离),并将有关信息通过网络传输到位置服务器;
(5)位置服务器根据传来的GPS伪距信息和来自其他定位设备(如差分GPS基准站等)的辅助信息完成对GPS信息的处理,并估算该手机的位置;
(6)位置服务器将该手机的位置通过网络传输到定位网关或应用平台。
1. A-GPS大缩短首次定位时间:
A-GPS系统是在通讯系统的基础上,加上A-GPS服务器等组成,A-GPS服务器有一个参考的GPS接收器,它面对空旷的天空,和接收和用户接收机同样的GPS卫星信号。A-GPS系统中的用户端设备,除了有通讯功能外还是一个GPS接收机。A-GPS服务器的主要功能是计算出相关辅助信息,并传送给传输设备多普勒频偏(Dopplershift)
多普勒效应指的是:当一个信号源与观察者有相对运动时,观察者观察到的信号源的频率会发生变化。当两者走近时观察到的信号频率增大,而两者走远时观察到的信号频率降低。由于GPS信号和地球的运动造成地面观察到的GPS信号的频率大概有+/-4.2KHz偏移,在GPS接收机中常取+/-5KHz或+/-6KHz。
在传统的GPS接收机中,在捕获GPS信号阶段,实际上要搜索所有可能的频率和代码延迟空间,而由多普勒效应引起的频偏,使GPS接收机要搜索的频率范围远不止一个,而是要搜索整个多普勒频偏的范围,这也就造成传统GPS接收机在启动进的时间要很长。
A-GPS服务器主要的任务是提供GPS信号的近似的多普勒频偏,A-GPS服务器有一个参考的GPS接收机,能计算出卫星信号的多普勒频偏,A-GPS服务器将多普勒频偏信息发送给其他手持GPS接收机,这样手持GPS接收机的搜索空间大大减少,只对很少的几个频率区(Frequencybins)进行搜索,首次定位时间(TTFF)也就可以减小到只有几秒。而传统的GPS接收机要在整个频率范围内进行搜索。
2. A-GPS缺陷
尽管AGPS拥有较传统GPS更好的性能,但其并没有完全弥补传统GPS的缺陷。
1)、室内定位的问题目前仍然无法圆满解决。虽然AGPS在启动的时候能够接收到GPRS传来的辅助定位信息,但是在室内无法接收到GPS卫星信号的情况下,还是无法完成精确定位。
2)、AGPS需要通过GPRS来接收辅助定位信息,这样对于专业的车载导航仪来说,需要另外增加一个GPRS模块,势必会增加制造成本,同时GPRS的流量费也会增加用户的使用成本。
3)、AGPS离不开移动运营商的支持。
AGPS解决方案的优势主要在其定位精度上。在室外等空旷地区,其精度在正常的GPS工作环境下,可达10米左右,堪称目前定位精度最高的一种定位技术。该技术的另一优点为:首次捕获GPS信号的时间一般仅需几秒,不像GPS的首次捕获时间可能要2~3分钟。虽然AGPS技术的定位精度很高、首次捕获GPS信号时间短,但是该技术也存在着一些缺点。首先,室内定位的问题目前仍然无法圆满解决。另外,AGPS的定位实现必须通过多次网络传输(最多可达六次单向传输),这对运营商来说是被认为大量的占用了空中资源。AGPS最主要的问题是用户对于使用移动定位业务必须更换手机难以接受。而且AGPS手机比一般手机在耗电上有一定的额外负担,间接减短了手机的待机时间。除此之外,就是使用有效性问题。由于GPS系统受美国政府拥有和控制,在非常时期(如海湾战争、反恐战争等),民用GPS服务可能会受到影响,AGPS的定位业务更难以正常运作了。目前,AGPS的方案提供商主要是美国高通公司和其子公司Snaptrack公司,现在还只能用于CDMA和iDEN网络的市场,在不久的将来该定位技术还会用于GSM网络(参见高通公司2002年3月出版的GSMAGPS手机测试移动定位业务报告)。