Содержание
1. Введение
2. Обзор основных технологий и систем позиционирования в системах сотовой связи…………………………………………………………………………………...
2.2 Технологии локального позиционирования………………………….
2.2.1 Классификация технологий…………………………………………...
2.2.2 Технология вычисления времени распространения сигнала по линии «вверх»(ТоА)…………………………………………………………………...
2.2.4 Технология измерения разности времени приема сигнала (E-OTD)..
2.2.5 Технология по направлению приема сигнала (АоА)…………………
2.2.6 Технологии с использованием GPS…………………………………….
2.2.7 Другие технологии определения местоположения…………………....
2.3 Обзор основных систем мобильного позиционирования…………….
3 Позиционирование на основе спутниковой навигации……………………...
3.1 Космический сегмент…………………………………………………...
3.2 Наземный управляющий сегмент……………………………………...
3.3 Пользовательский сегмент……………………………………………..
4 Позиционирование на основе спутниковой навигационной системе GPSи системе сотовой связи GSM………………………………………………………….
4.3 Обзор модулей в GPS/GSM …………………………………………...
4.3.1 FalcomSTEPP…………………………………………………………...
4.3.2 ТС35 ХР………………………………………………………………...
4.3.3 StarLineSpace…………………………………………………………...
4.3.4 Motorola G18……………………………………………………………
4.3.5 BenefonTrackBox……………………………………………………….
6 Подготовка и анализ опытной части …………………………………………
6.1 Сотовый телефон LenovoA5000 Music………………………………….
6.2 Приемник LeicaGS10 Performance……………………………………….
6.3 Подготовка к исследовательскому опыту…………………………………
6.4 Исследовательские опыты………………………………………………...
6.5 Анализ полученных данных………………………………………….…...
7 Безопасность жизнедеятельности…………………………………………….
7.1 Общий обзор опасных и вредных факторов…………………………………...
7.2Влияние электромагнитных волн на организм человека……………………...
7.3 Методы защиты от электромагнитных воздействии………………………….
7.4 Организация рабочего места современного радиомонтажника……………...
7.6 Дымоуловители………………………………………………………………….
7.7 Осветительные системы……………………………………………………….
7.8 Средства антистатической защиты…………………………………………….
7.9 Требования к микроклимату…………………………………………………...
7.10 Электробезопасность…………………………………………………………..
7.11 Требования к шуму в помещениях…………………………………………...
7.12 Электромагнитное излучение………………………………………………….
7.13 Пожарная безопасность………………………………………………………..
Заключение……………………………………………………………………...
Список используемых источников…………………………………………….
Введение
В современном мире все большее внимание уделяется системам слежения в частности спутниковой навигации При помощи спутниковой навигационной системы становиться возможным новые способы охраны и слежения за мобильными объектами GPS мониторинг позволяет в экстренных ситуациях определить точное местоположение абонента. Точное положение машины на карте. Данная система незаменима в условиях повышенного контроля в режимных зонах таких как: военные объекты, различного рода закрытые заводы и лаборатории. Также система GPSслежения применяться для слежения за животными, птицами и заключенными Система мониторинга уменьшает расходы на горюче-смазочные материалы, так как позволяет выбирать наиболее оптимальный маршрут повышает и в итоге повышает эффективность работы всего автопарка. Вся информация о контролируемых подвижных объектах, история их перемещения хранится на серверах и может быть в любой момент скопирована на компьютер клиента. Мониторинг помогает устранить использование сотрудниками служебного транспорта в личных целях. Мониторинг транспорта позволяет определить причину опоздания машины в пункт назначения - из-за пробок на дорогах или по невнимательности водителя. Возможность осуществления постоянного контроля положения машины системой мониторинга дает много дополнительных преимуществ. Зарубежные компании уже давно используют GPS мониторинг транспорта, который в условиях России дает значительно больший эффект от управления автопарком. Для контроля расхода топлива могут использоваться счетчики расхода топлива разных моделей и датчики контроля топлива. Можно использовать штатный датчик контроля топлива, который уже установлен в автомобиле или дополнительно устанавливаемые емкостные датчики ГСМ. Одновременно с космической группировкой систем спутниковой навигации развиваются абонентские мобильные комплекты спутникового оборудования и связанные с ними технологии: информационные, рекламные, охранные, средства диспетчеризации и управления, всевозможной телематики и т.п Различные системы навигации обеспечивают в разной степени различную точность данных геоданных, в зависимости от необходимых задач это могут быть как десятки метров так и миллиметры расхождения от реальной геопозиции наблюдаемого объекта
2. Обзор технологий и систем позиционирования в системах сотовой связи Общие положения
2.2.1 Классификация технологий
Позиционирование абонента сотовой связи нацелено на осуществление автоматического определения его местоположения в пределах сот и имеет принципиально два аспекта; безопасность и коммерцию, когда абоненту предлагаются различные варианты информационных сервисов или их наполнения в зависимости от текущего местоположения. Одна из частных задач определения местоположения -это отслеживание точного
местоположения мобильных устройств в экстренных ситуациях,
позиционирование абонента, позвонившего с мобильного телефона в службу экстренной помощи. Следствием этого может быть также нарушение приватности абонента в связи с выдачей местоположения при включенной сотовой трубке.
Задача позиционирования местоположения абонента допускает два решения: строго навигационное - нахождение его географических координат: широты и долготы, декартовых координат - или упрощенное - однозначное определение положения на местности, тем не менее, достаточно для большинства коммерческих приложений. Поэтому следует различать определение точного положения (позиционирование) и местонахождения пользователя (район, область) без знания точных координат. Примером этого могут служить широковещательные сообщения о районе нахождения (информационный канал 050), которые меняются в зависимости от местоположения абонента [1].
Все технологии, связанные с определением местоположения в сотовых сетях, называют MobileLocationService (MLS). При этом следует различать услуги по определению точного положения и сервисы, привязанные к местонахождению пользователя (район, область). В первом случае это услуги по навигации, получению актуальной информации, связанной с координатами, во втором же знания точных координат не требуется, система оперирует понятием “район”. Для предоставления услуг, связанных со знанием района, в котором находится пользователь, не требуется практически никаких вложений со стороны, как оператора, так и пользователя. Используется существующее оборудование, в том числе и мобильные телефоны. Примером подобной услуги могут служить широковещательные сообщения, они изменяются в зависимости от местоположения абонента. Так, в московской сети МТС при нахождении в городе это зона «Столица», за ее пределами -«Область» [2]. Это простейшая услуга, которая организована по территориальному принципу, подобным же образом организован поиск ближайших заправок, больниц, кинотеатров и прочих необходимых мест; с телефона просто поступает запрос, при этом на стороне оператора имеется информация, с какой базовой станции он поступил.
По базе данных объектов производится поиск ближайших, затем в том или ином виде они передаются на телефон пользователя. Интересно, что качество услуги в данном случае зависит лишь от того, насколько скрупулезно была составлена база объектов, к каким станциям они были отнесены. Ведь зачастую близко расположенный объект может быть практически недоступен из-за отсутствия дорог к нему, а тот, что лежит чуть далее, наоборот, более удобен.
Одной же из основных задач позиционирования является обеспечение отслеживания местоположения мобильных устройств в случае экстренных ситуаций, например, нахождение места абонента, позвонившего в одну из служб экстренной помощи с сотового телефона. Это, естественно, должно способствовать упрощению и ускорению прибытия спасательных служб. А абоненты, благодаря внедрению этой технологии, получат возможность, обращаясь за помощью в аварийных ситуациях, быть уверенными, что помощь придет.
В мобильных системах позиционирования или определения местоположения мобильных станций (МС) могут использоваться три основных параметра радиосигналов - их амплитуда, направление прихода и время задержки, а также данные локализации нахождения МС в определенной ячейке (соте) и встроенные средства спутниковой системы GPS.
Принципы определения местоположения абонентов в системах сотовой связи определяют две функции, которые не посредственно касаются самого процесса получения координат: функцию измерения параметров сигнала при определении меетоположения (уровень сигнала, время приема сигнала) PSMFи функцию вычисления координат местоположения PCF.
Многочисленные технологии, предлагаемые отдельными компаниями для реализации этих функций, представленные к стандартизации, в общем можно классифицировать потому, где измеряются параметры сигнала, и определяется местоположение абонента. Выделяют следующие категории технологий определения местоположения (рисунок 2.1).
Рисунок 2.1 - Категории технологий определения местоположения
На основе мобильной станции (MS-based); MSизмеряет уровень сигнала и определяет местоположение независимо от сотовой сети. К числу технологий определения местоположения на базе MSотносится измерение координат с помощью епутниковых навигационных систем (GPS, ГЛОНАСС) или технология A-GPS (AssistedGPS). Причем, в случае A-GPSвспомогательные данные (дифференциальные поправки) могут поступать не через ееть сотовой связи, а через отдельные, вспомогательные передатчики сигналов GPS, установленные в зоне действия сотовой сети. Например, информация может передаваться вместе с данными в ансамбле сигналов цифрового аудиовещания DAB (DigitalAudioBroadcasting).
С поддержкой данных сети (Network-assisted): процеес определения местоположения происходит главным образом в MS, однако MSполучает поддержку от сети. Примером может служить технология A-GPS, в том случае, когда от эталонного навигационного приемника на терминал через внешнюю наземную сеть поступают уточненные данные, позволяющие терминалу значительно повысить результаты измерений от созвездия спутников GPS. Другим примером служит технология определения наблюдаемой разности времени приема сигналов OTDoA (ObservedTimeDifferenceofArrival): сеть передает мобильной станции необходимую информацию о задержках сигналов для вычисления данных местоположения.
С поддержкой мобильной станции (MS-assisted): MSизмеряет уровни принимаемых от BTSсигналов, а сеть определяет местоположение, например, с помощью усовершенствованной технологии измерения наблюдаемой разности времени приема сигналов E-OTD (EnhancedObservedTimeDifference) для систем GSMили указанной технологии OTDoAдля UMTS.
Haбазе сети (Network-based): сеть выполняет все функции, связанные с определением местоположения. Наиболее известным примером является технология идентификации соты (CelllD), для которой не требуется определения параметров сигналов, так как это сетей мобильной является внутренним свойством сети мобильной связи. Точность определения местоположения уменьшается с увеличением параметров радиуса сот с нескольких сот метров до нескольких километров. Повысить точность определения в этом случае можно с помощью секторных антенн. Некоторые услуги, основанные на данных о местоположении, например, выписка счетов в различных тарифных зонах, уже реализованы с помощью технологии идентификации соты. Другим примером технологий определения местоположения на базе сети является технология определения времени поступления сигналов (TimeofArrival, ToA), согласно которой на трех базовых станциях измеряется время поступления сигналов доступа от одной мобильной станции.
Имеется множество способов определения местоположения мобильных станций, многие из которых позволяют определить местоположение абонента с высокой точностью. Некоторые технологии требуют усложнения конструкции MSи изменения программного обеспечения в них, а также в системе базовых станций. Внедрение других технологий больше влияет на инфраструктуру сети. Наличие ряда технологий определения местоположения вряд ли может способствовать расширению рынка услуг на их основе. Несмотря на то, что описанная выше архитектура систем определения местоположения мобильной станции предусматривает применение всего многообразия существующих технологий, в качестве ключевых технологий для сетей GSMприняты следующие: CellID-ТА, То А, E-OTD, A-GPS. Выбор технологии измерения координат MSдля сетей UMTSзависит от используемой сети радиодоступа. Для UTRANприменяется CellID-ТА, OTDoA, A-GPS[3].Наиболее простой в реализации технологией определения местоположения в сетях сотовой связи является технология идентификации соты (CellID). В ней местоположение абонента определяется по зоне действия базовой станции, в которой он находится. Однако погрешность определения координат абонента в данном случае соизмерима с размерами соты (ячейки). Например, в пикосотах она может достигать 150 м, а в макросотах - 20 км. Более высокую точность определения местоположения мобильной станции в ячейке обеспечивает технология CellID-ТА (TimingAdvance), основанная на определении величины задержки распространения сигнала (TimingAdvance, ТА) от базовой станции до мобильной в пределах ячейки. Для определения ТА в режиме ожидания система определения местоположения инициирует пейджинг мобильной станции (своеобразный незаметный абоненту вызов), в результате сеть получает идентификатор BTSи значение величины задержки ТА. Точность определения зависит от топологии радиосети. Кроме того, параметр ТА дискретный и позволяет определить путь прохождения сигнала с точностью, не превышающей примерно 500 м. В сети доступа UTRANданная технология также может использоваться с некоторыми изменениями.
Идентификатор NodeB, в зоне которого находится MS (UE), можно определить с помощью пейджинга и других процедур UTRAN.
Вместо ТА в сетяхИТКАЫ доступен целый ряд параметров:
Разница между временем приема сигнала и реальным временем (RealTimeDifference, RTD);
Отклонение времени приема (RxTimingDeviation, RxTD);
Задержка времени распространения сигнала от абонентского оборудования (UserEquipmentTimingAdvance, UETA).
2.2.3Технология вычисления времени распространения сигнала по линии «вверх» (ТоА)
Эта технология содержится в технических спецификациях на системы определения местоположения в GSM. Теоретически она применима также и
