辅助全球定位系统(AGPS)将终端的工作简化,由网络侧的AGPS定位服务器与终端相互配合完成定位工作。与GPS导航系统相比,卫星扫描及定位运算等最为繁重的工作被从终端一侧转移到网络一侧,由AGPS定位服务器完成,而终端仅需将其所在基站信息及GPS导航系统信息等传送给定位服务器。AGPS需要通信网络和AGPS终端都能够接收GPS导航系统信息。
AGPS定位的基本原理是其定位终端首先将本身的基站地址通过网络传输到其定位服务器;AGPS服务器根据该终端的概略位置传输与该位置相关的GPS导航系统辅助信息(包括GPS导航系统的星历和方位俯仰角等);该终端的AGPS模块根据辅助信息(以提升GPS导航系统信号的第一次锁定时间能力)接收GPS导航系统原始信号;终端在接收到GPS导航系统原始信号后解调信号,计算自身到卫星的伪距(伪距为受GPS导航系统误差影响的距离),并将有关信息通过网络传输到AGPS定位服务器;服务器根据传来的GPS导航系统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导航系统信息的处理,并估算该终端的位置;最后,AGPS定位服务器将该终端的位置通过网络传输到定位终端或应用平台(见图)。
辅助全球定位系统(AGPS)工作原理
美国联邦通信委员会(Federal Communications Commission; FCC)于1996年10月颁发命令,要求所有的蜂窝无线通信网运营商在手机用户发出紧急呼叫时,向应急调度中心提供该手机的号码和位置。FCC的这项命令反映的是用户对时间和空间信息日益增长的需求。AGPS的方案提供商主要是美国高通公司和其子公司Snaptrack公司。
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导航系统工作环境下,可达10米左右,堪称目前定位精度最高的一种定位技术。
根据定位方式的不同,AGPS可以分为移动台辅助定位(MSA)和基于移动台的定位(MSB)。MSA模式指的是终端从定位服务器取得辅助数据并将粗略的卫星接收信号测量结果发回给定位服务器,由定位服务器来进行位置计算,MSA模式主要用于紧急事件的定位;MSB模式则是移动终端根据定位服务器发送的辅助数据完成位置计算的工作,MSB模式主要用于商业服务。
首次捕获GPS信号的时间一般仅需几秒,而传统GPS首次捕获时间可能要2~3分钟。AGPS技术,继承了GPS方式定位精度高的优点,又解决了GPS方式的不足,具备独特的优势。①AGPS终端的GPS接收实现复杂度大大降低,而且能够降低功耗、延长电池寿命、增加终端使用的方便性;②利用网络端传来的AGPS辅助数据(差分校正数据、卫星运行状态等)可以增强第一次锁定时间能力,终端可以很快捕捉到GPS导航系统信号,极大地提高定位服务的质量;③AGPS技术和Cell-ID定位技术结合使定位技术的适应能力大大加强,解决了GPS导航系统在城市中由于障碍物的遮挡和覆盖无法使用的问题。
AGPS的主要业务是为用户提供精确的位置信息。通过基于位置的业务,终端用户可以方便地获知自己或他人目前所处的位置,并用终端查询其附近各种场所的信息。
在AGPS的行业应用领域中,车辆及其运输工具应用所占的比重在所有应用中居于首位,占总数的50%左右,因为高速行驶中的交通工具对于位置的需求是最大的。车辆应用系统一般分为两大类:车辆跟踪系统和车辆导航系统。对于从事银行运钞、医疗救护、消防等任务的车辆,这种高精度的位置服务是极其重要的;对于出租车、公共交通车辆,采用AGPS定位服务,则可以提高运行效率及服务质量。