輔助全球衛星定位系統
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輔助全球衛星定位系統(Assisted Global Positioning System，AGPS)
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什麼是輔助全球衛星定位系統[1]
輔助全球衛星定位系統是一種GPS的運行方式。它可以利用手機基地站的資訊，利用基地台代送輔助衛星信息，結合GSM／GPRS與傳統GPS衛星定位，可以縮減GPS晶元獲取衛星信號的延遲時間，定位的速度更快，同時，受遮蓋的室內也能借基地台訊號彌補。目前，日本和美國都已經成熟運用AGPS於移動位置業務LBS(LocationBasedService，簡稱LBS)服務。
輔助全球衛星定位系統的特點[1]
由美國Qualcomm公司提出了的AGPS定位技術解決方案，其定位原理：GPS接收設備整合在移動設備(MS)中，在需要確定MS的位置時，MS將通過無線網路從定位伺服器(LS)中接收輔助數據，利用這些輔助數據，MS能夠快速鎖定GPS衛星信號併進行距離測量．最後通過定位伺服器或移動設備計算得到MS的三維位置。這種定位技術能夠使AGPS的靈敏度比常規的GPS測量提高20～25dBt”，定位時間一般僅需幾秒，定位精度一般為5～50m。
在移動定位服務中，AGPS相比於其它的基於網路的定位技術(如Cell—ID、E—OTD、TOA)，AGPS具有靈敏度高、定位時間短、功耗低、定位精度高、工作環境廣的特點。但是它也需要更換移動設備，需要在移動臺中增加GPS接收晶元。同時網路也要做適當的調整，需要在網路中增加定位伺服器等設備，但網路改動不大，網路投資較少。
在AGPS工作過程中，移動設備需要獲得定位伺服器Ls提供的輔助數據，即：衛星導航數據、衛星信號多普勒參數、時間參數、可見衛星PRN碼、MS近似位置等數據。所有的輔助數據主要有以下兩方面的作用：
(1)在鎖定衛星信號的過程中減少對GPS衛星的搜索時間，提高定位速度。Ls提供了MS定位時可能接收到信號的所有GPS衛星的PRN碼，同時也提供了對應GPS衛星的信號多普勒參數，因此在MS的接收過程中並不需要搜索所有GPS衛星，只需要對Ls提供的GPS衛星進行搜索。MS根據自己所處的近似位置，可以很快地捕獲到衛星信號，時間可以縮短到幾秒鐘，這使得定位響應時間大大減少。
(2)提高MS測量衛星信號的靈敏度。因為MS在接收衛星信號的過程中，並不需要解調50Hz的GPS衛星導航數據。這是與常規GPS測量的最大不同之處。在常規的GPS測量中，對衛星PRN碼的捕獲是在本地複製衛星PRN碼，通過碼相關技術來確認衛星信號。由於常規GPS測量需要解調50Hz的GPS衛星導航數據，所以碼相關積分時間不能超過50Hz衛星導航數據的一個周期，即20ms。而在AGPS中，LS已經提供了GPS衛星導航數據。MS在進行碼相關積分時，已經知道了衛星導航數據的狀態，因此碼相關積分時間完全可以超過20ms的界限。這可以使信號靈敏度提高多達6dB．而在信號衰減較大的環境中測量時信號靈敏度還會提高更大。
輔助全球衛星定位系統的工作過程[1]
AGPS由移動定位設備、定位伺服器設備及移動網路組成．如圖1所示。
AGPS的工作方式採用C／S(Client／Server，用戶／服務商)結構模式。定位的基本過程：①需要由MS或者網路向LS定位伺服器提出定位請求；②LS響應定位請求向MS發送輔助數據；③在收到輔助數據後，MS根據輔助信息，啟動接收裝置接收並保存0．1S到1S的GPS衛星數據，然後關閉接收裝置，整個衛星數據的接收過程一般不超過1s；④利用MS中內嵌的專用數字信號處理器(DSP)，採用快速捲積演算法計算MS到GPS衛星的偽距觀測值；⑤MS把測量觀測值發送給LS，由LS完成位置計算，同時把定位結果發送給定位請求者。AGPS的工作流程圖見圖2。
AGPS主要有基於移動設備(MS)定位和基於移動設備輔助定位伺服器(Ls)定位兩種工作模式。二者的主要區別在於：前者是在MS中計算位置，MS藉助於Ls提供的輔助信息，接收衛星信號，並測量用戶到衛星的距離，然後在MS中計算用戶的位置；而後者是在IJS中計算位置．MS在測量用戶到衛星的距離後，把所測量的距離值提供給定位伺服器LS，由LS來完成用戶的位置計算。
輔助全球衛星定位系統的應用[2]
A—GPS系統的主要業務是為用戶提供精確的位置信息．傳統的GPS定位技術雖然在很多行業獲得了廣泛而成功的應用，但對於大眾用戶顯得有些遙遠而陌生，A—GPS定位技術被移動運營商用作位置服務的技術後，通過其市場推廣，這種高精度的定位技術距離公眾的使用前進了一大步．通過基於位置的業務，終端用戶就可以方便地獲知自己或他人目前所處的位置，並用終端查詢其附近各種場所的信息。
日本在商業中採用高精確度定位解決方案，世界上最大的GPS運營商日本KDDI公司，也是日本唯一的CDMAOne運營商，目前利用高通公司的GPSONE結合A—GPS定位技術為用戶提供高精度的定位．NTTDoCoMo推出的PDC網路的DoCoNavi業務也採用該定位技術．國內的聯通公司採用A—GPS定位技術的GPSOne定位業務“定位之星”於2003年上半年在7個省市推出，由於無線晶元提供商將具有GPSOne功能的晶元無縫集成到其手機晶元組MSM中，手機廠商無需改變設備的外形尺寸或價格，即能提供精確定位功能，而且成本極低，只需2～3美元，這對於高精度的A—GPS定位技術對於大眾的普及是至關重要的．中國移動通信採用的GSM制式的網路，開發了採用A—GPS定位技術的位置服務，由於A～GPS終端的限制，主要面向行業用戶提供業務。
在A—GPS的行業應用領域中，車輛及其它運輸工具應用所占的比重在所有應用中居首位，約占總數的5O左右，因為高速行駛中的交通工具對於位置的需求是最大的．車輛應用系統一般分為兩大類：車輛跟蹤系統和車輛導航系統，可以提高運輸的效率及安全．對於從事銀行運鈔、醫療救護、消防等任務的車輛，這種高精度的位置服務是極其重要的；對於計程車、公共交通車輛，採用A—GPS定位服務，則可以提高運營效率及服務質量。
