Wewnętrzny GPS

MOKOSmart zapewnia rozwiązania w zakresie pozycjonowania od krawędzi do krawędzi. Nasze urządzenia integrują BLE, Wi-Fi, LoRa, GPS, i beacon, aby zapewnić dokładne pozycjonowanie i informacje o ruchu z dokładnością poniżej metra 2.5 cm.

Co to jest wewnętrzny GPS?

GPS oznacza globalny system pozycjonowania. Termin GPS został prawidłowo powiązany z określeniem lokalizacji jego użytkowników. Gdy ktoś wspomni ci o GPS, najprawdopodobniej zastanowisz się, kto lub co jest lokalizowane.

podobnie, wewnętrzny GPS jest zdefiniowany jako lokalizacja wybranych elementów w zamkniętej przestrzeni – duży lub mały. Wewnętrzne śledzenie GPS ułatwia aktywne lub pasywne monitorowanie lokalizacji oznaczonych jednostek w obiekcie lub przestrzeni wewnętrznej.

Głównie, wewnętrzne funkcje GPS do lokalizacji, wyczucie czasu, mapowanie, i nawigacja w przestrzeniach wewnętrznych, takich jak centra handlowe, lotniska, i inne udogodnienia.

Produkty

H2

Wewnętrzny sygnał nawigacyjny

H2A

Sygnalizacja lokalizacji Location

M2

Sygnał nawigacyjny do śledzenia zasobów

funkcje

Z wewnętrznym GPS, oto niektóre z atrybutów, których można się spodziewać. Cechy te zapewniają właścicielom możliwość łatwego wykonywania wielu funkcji. Z tymi dostępnymi, użytkownik, którego użytkownicy będą mogli cieszyć się licznymi korzyściami płynącymi z wewnętrznego GPS. Funkcje są;

  • Możliwość dostępu do nawigacji w trybie offline
  • Wysoka zdolność oszczędzania baterii
  • Łatwo dostępny
  • Zachowaj prywatność swoich danych osobowych
  • Może być łatwo wykryty przez Beacony
  • Dane można zapisać trwale
  • Wysoka dokładność
  • Sygnał może być odbierany w sposób ciągły

Zalety

Korzystanie z wewnętrznych modułów GPS ma wiele zalet. Te zalety różnią się od możliwości do samej przewagi, jaką oferuje nam dokładność GPS w pomieszczeniach. Niektóre z tych zalet są podkreślone poniżej;

  • Usprawnienie zarządzania obiektem
  • Oferuje przyjazną edycję przeznaczoną dla osób niedowidzących
  • Użytkowników i klientów można lepiej zrozumieć
  • Operacja może być bardziej wydajna
  • Zapewnia bardzo dokładną lokalizację i maksymalizuje koordynację przestrzeni
  • Jest nie do opanowania, lekki, i skalowalny
  • Ułatwia monitorowanie na żywo
  • Nieocenione przy śledzeniu zasobów
  • Zarządzanie i planowanie wydarzeń są wygodne
  • Może korzystać z WiFi

Podanie

Gdy zajdzie potrzeba zlokalizowania i zarządzania lokalizacją aktywów między innymi funkcjami, wewnętrzny wzmacniacz GPS może być bardzo przydatny. Wiemy, że tradycyjna technologia satelitarna i GPS nie działają optymalnie w zamkniętych przestrzeniach i są znacznie niedokładne. Te przestrzenie obejmują lotniska, garaże, budynki wielopiętrowe, alejki, i inne podziemne lokacje.
I tu właśnie pojawia się wewnętrzny GPS. Fakt, że tradycyjny GPS nie jest wydajny w pomieszczeniach, nie oznacza, że ​​określenie lokalizacji zasobów również w pomieszczeniach nie ma kluczowego znaczenia.

Kto może skorzystać z wewnętrznego GPS??

Rozległe przestrzenie wewnętrzne mogą być szczególnie trudne do przemierzenia, mniej mówiąc o aktywnym lokalizowaniu zasobów i osób. Nawet z kilkuletnim doświadczeniem w tych przestrzeniach, często zdarza się, że ludzie nadal są rzucani, a czasem gubią się w wielu z tych przestrzeni. Teraz rozważ bycie gościem i próbę nawigacji bez pomocy niezawodnego systemu. W związku z tym, Indoor GPS to świetna pomoc dla osób w następujących miejscach i funkcjach;

Rodzaje technologii śledzenia w pomieszczeniach

Technologia śledzenia w pomieszczeniach zmienia się w zależności od preferencji użytkownika, koszt jednostki, i instalacja. Technologia śledzenia w pomieszczeniach wykorzystuje szereg urządzeń, które lokalizują obiekty i osoby, w których GPS i technologia satelitarna nie działają. Rozwiązania do śledzenia w pomieszczeniach umożliwiają znajdowanie drogi, systemy lokalizacji w czasie rzeczywistym(RTLS), lokalizacja pierwszego ratownika, i systemy zarządzania zapasami.

Istnieje wiele różnych technologii śledzenia, które są zróżnicowane, ale pomagają określić pozycjonowanie w pomieszczeniach. To są;

Systemy oparte na technologii Bluetooth: Ta technologia jest bezprzewodowa, słaba moc, i szybkie łącze służące do łączenia urządzeń mobilnych. Zapewnia połączenie bezprzewodowe wielu urządzeniom sieciowym na niewielką odległość.

Systemy ultraszerokopasmowe: Są one również znane jako systemy UWB. Są w stanie ułatwić lokalizację pozycji poprawną do 20 centymetry lub mniej. Przesyłają sygnały o małej mocy, które nie zakłócają innych widm. Wykorzystuje specjalną falę w widmie radiowym innym niż radiotelefony policyjne lub telefony komórkowe.

Systemy RFID: Systemy identyfikacji radiowej drzwi stojących RFID, które wykorzystują fale radiowe do przesyłania danych. Dane są zakodowane w inteligentnych etykietach lub tagach RFID, co czyni ją bardziej korzystną niż technologia śledzenia zasobów za pomocą kodów kreskowych.

Systemy na podczerwień: W tym systemie, obiekt, który stale emituje sygnały podczerwone, jest przymocowany do śledzonego ciała. Procesor jest w stanie obliczyć położenie emitowanego sygnału za pomocą triangulacji i kierunku odbiornika.

Systemy oparte na Wi-Fi: To prosta metoda, dzięki której można śledzić lokalizację za pomocą WiFi. Tag WiFi przesyła dane beacon do różnych punktów dostępowych. Po czym, serwer lokalizacji zbiera znaczniki czasu i tłumaczy dane punktu dostępu oraz informacje o znaczniku czasu na lokalizację.

Technologia Zigbee: Wykorzystuje to RSSI, który jest skrótem od „wskaźnika siły odbieranego sygnału”." Technologia czujników bezprzewodowych Zigbee wykorzystuje RSSI, co sprawia, że ​​jest skuteczny w określaniu pozycjonowania w pomieszczeniach i LBS (Usługi oparte na lokalizacji). Wykorzystanie bazy danych odcisków palców może być wykorzystane do obliczenia pozycji osoby w pomieszczeniu.

Technologia beacon: Ta technologia wykorzystuje małe bezprzewodowe nadajniki BLE do wysyłania sygnałów do pobliskich odbiorników. Z tym systemem, można dokładnie i łatwo określić interakcję i pozycjonowanie oparte na lokalizacji.

Technologia ultradźwiękowa: Technologia ta wykorzystuje system ultradźwiękowy, który jest w stanie śledzić pozycję emitującego ciała. Czujniki ultradźwiękowe służą do śledzenia pozycji sygnału ultradźwiękowego.

Jak działa GPS??

Globalny system pozycjonowania działa poprzez wstępne pozyskiwanie sygnałów satelitarnych, które są wykorzystywane do obliczania pozycji. Niepewność częstotliwości towarzysząca obliczeniu pozycji wynosi około ± 4,2 kHz z obserwowanego sygnału GPS. GPS wykorzystuje korelację do wykrywania sygnału. Sygnał szczytowy nie istnieje w przypadku, gdy częstotliwość opóźnienia kodu jest nieprawidłowa. Wyszukiwanie sygnału odbywa się ze zmiennym opóźnieniem kodu i częstotliwością, znane jako kosze.

W istocie, odbiornik jest w stanie wskazać lokalizację, ponieważ ocenia odległość między używanym satelitą a Tobą. Aby Twoja lokalizacja została ustalona w 3 wymiary, będziesz potrzebować minimum 4 satelity. Twoja lokalizacja jest uzyskiwana za pomocą zegara atomowego w satelicie, który mnoży szybkość sygnału. Jeden satelita określa szybkość sygnału czasu, podczas gdy trzy satelity służą do uzyskania x, tak, i współrzędne z.

W pokrewnych terminach, sygnały z satelitów krążących wokół Ziemi są przesyłane na powierzchnię Ziemi w odległości około 20 000 km. Oczywiste jest, że ze względu na odległość, utrata wolnej przestrzeni zmniejszy poziom mocy sygnału. Dlatego zwykłe sygnały GPS nie mogą być niezawodne w zamkniętych lub zamkniętych pomieszczeniach, ponieważ utrata sygnału staje się jeszcze większa. Dlatego wewnętrzne wzmacniacze GPS są wykorzystywane do wewnętrznych systemów pozycjonowania GPS.

Antena

Aby GPS działał poprawnie, istnieje potrzeba specjalnego rodzaju anteny. Tradycyjna antena GPS, która jest używana jako odbiornik, jest okrągła i działa jako spolaryzowana łatka mikropaskowa. Działa w paśmie L1 o wartości 1575 MHz. Jest dość mały, o wymiarach 25mm x 25mm ze względu na stałą dielektryczną materiału podłoża (r = 25). Głównie, antena jest metalem przewodzącym, który staje się aktywny elektrycznie po uderzeniu falą elektromagnetyczną.

Zintegrowany system

Połączenie wielu podkomponentów systemu powoduje aktywację systemu. Zawiera różne elementy elektroniczne, które realizują cele GPS, takie jak odczytywanie odpowiednich sygnałów i odsiewanie niechcianych. W najbardziej podstawowej formie, zintegrowany system zawierałby dekoder sygnału, filtr, i wyjście komunikacyjne.

Protokół komunikacyjny

System musi być w stanie przekazywać informacje między jego wieloma komponentami, aby osiągnąć cel. W związku z tym, protokół komunikacyjny został wprowadzony tak, aby wiele podmiotów było zaangażowanych w GPS. Protokół komunikacyjny informuje system końcowy lub użytkownika. Przykładem jest protokół, który pobiera format informacji zawierającej jakość sygnału, współrzędne, i szybkość.

Sprzęt wewnętrznego systemu pozycjonowania

Sprzęt (komponenty fizyczne) IPS stanowi całość systemu Indoor GPS. Te elementy są:

Kierunkowa antena GPS

Tak jak wspomniano wcześniej na antenach, pochodzi z tradycyjnego połatanego GPS. Składa się z aluminiowego odbłyśnika stożkowego, który pomaga zwiększyć kierunek lub pozycjonowanie.

Wzmacniacze niskoszumowe

Ten komponent sprzętowy IPS wykorzystuje kilka niskoszumowych wzmacniaczy, które są w stanie zredukować głośne dźwięki.

Odszkodowanie za straty wewnętrzne

Przydaje się to w przypadku utraty sygnału, i oblicza, jak korzystny jest wzmacniacz w systemie Indoor GPS.

Wdrażanie sieci na całym świecie

Jest to zdolność sieci GPS do optymalnego działania w pomieszczeniach oraz funkcja obliczeniowa serwera dla pozycji. Satelity GPS zazwyczaj wysyłają dane, które mogą być przetłumaczone przez dostępny odbiornik wyraźnie w zasięgu wzroku satelity. Konstelacja GPS zawiera obecnie kilka 28 satelity na orbicie. Aby uzyskać wszystkie dane na żywo, odbiornik musi tylko zobaczyć wszystko 28 satelity na orbicie w tym samym czasie.

Są to gniazda, które przekierowują sygnał internetowy tam, gdzie nie ma sieci WLAN i nie jest zainstalowany kabel LAN, najtańszym i najskuteczniejszym sposobem byłby dostęp do ogólnoświatowej sieci posiadającej stacje referencyjne GPS. Te stacje referencyjne GPS działają jako kanał danych do serwera. Ta sieć może obsługiwać dowolną liczbę urządzeń A-GPS, które mogą jej potrzebować i z dowolnego miejsca. Mokosmart opracował tę sieć i wdrożył ją.

Co sprawia, że ​​ta sieć i serwer są innowacyjne?:Stanowi całkowicie redundantną sieć posiadającą stacje na całym świecie. Dzieje się tak, aby każdy serwer GPS był “widziany” przez co najmniej dwie różne stacje w danym momencie.

Z tym systemem, serwer będzie potrzebował mniej pomiarów satelitarnych, aby w pełni obliczyć pozycję. Odbywa się to za pomocą ogólnoświatowego modelu terenu, co pomaga poprawić dokładność nawet na pofałdowanym terenie. Wykorzystuje dyskretne punkty z siatkami o liczbie do miliarda, które zapewniają dokładność do 18 metrów wysokości.

Serwer nie potrzebuje dokładnych znaczników czasu GPS do obliczenia pozycji ze względu na pomiary pseudoodległości GPS. Może również działać na dowolnym urządzeniu, niezależnie od producenta.

Podejście do przetwarzania sprzętowego wewnętrznego GPS

Jest to nowatorskie podejście do systemu GPS w pomieszczeniach, które wykorzystuje zwoje sygnałów GPS działających na żywo z różnymi prawdopodobnymi opóźnieniami kodu. Jak to działa? Tradycyjny odbiornik GPS może jednocześnie monitorować tylko jeden chip pod kątem ewentualnego opóźnienia kodu. Odbiornik będzie musiał skanować, następnie zdobądź sygnał, zanim rozpocznie się śledzenie.
Ten nowy projekt eliminuje potrzebę oddzielnych etapów śledzenia i akwizycji, ponieważ wykonuje obliczenia na żywo. Te obliczenia przestają działać 2000 korelatory dla każdego satelity, czyniąc to obliczeniem kompletnym, splot w czasie rzeczywistym. W przypadku używania na zewnątrz, może odebrać sygnał w niemal natychmiastowy sposób. Blaknięcie obecne w pomieszczeniach sprawia, że ​​regularne śledzenie GPS jest bardzo słabe, ale ten nowy projekt umożliwi ciągłą integrację nawet przy zanikającym sygnale.

Podejście do przetwarzania sprzętowego wewnętrznego GPS

Należy podjąć dalsze środki, aby jak najlepiej wykorzystać wewnętrzny GPS, aby uzyskać wyniki. Na przykład, antena będzie musiała być umieszczona na dachu pomieszczenia. Najwyższe punkty w budynku utrzymają antenę, który zostanie podłączony do przemiennika wewnętrznego. Połączenie to będzie możliwe dzięki zastosowaniu kabla koncentrycznego służącego do przesyłania sygnału.

Funkcja wzmacniacza jako re-radiator dla sygnału w środowisku wewnętrznym. Wzmacniacz GPS przesyła na żywo sygnał GPS z zewnątrz obiektu do wnętrza. Czy to zwykły budynek, czy obiekt; zamknięta przestrzeń będzie w stanie zapewnić widok nieba w czasie rzeczywistym. Ten widok nieba na żywo sprawi, że wnętrze będzie dostępne dla dowolnego odbiornika GPS w środowisku.

Podejście do przetwarzania sprzętowego wewnętrznego GPS

W zasadzie istnieje jedno główne wyzwanie, przed którym stoi system GPS w pomieszczeniach, i to jest słabe przetwarzanie sygnału. Pierwszym aspektem tego wyzwania jest przejęcie, drugi jest wielościeżkowy, a trzecia to interakcja słaby/silny sygnał.

Nabytek: Sygnał przychodzący można wyszukiwać w dwóch wymiarach, które wiążą się z opóźnieniem kodu i częstotliwością Dopplera. Wyszukiwanie obejmuje wartość Dopplera, która jest konwertowana w dół poprzez pomnożenie jej przez kod CDMA satelity, który jest generowany lokalnie. Opóźnienie jest zróżnicowane; stąd proces jest określany jako “skorelowanie.” Okresy integracji to grupy sygnałów przychodzących, na których przeprowadzane jest wyszukiwanie. Gdy sygnały są słabe, okres korelacji należy wydłużyć, aby stosunek sygnału do szumu na wyniku uległ poprawie.

Wielościeżkowy: Gdy używany jest zewnętrzny GPS, wielościeżkowy jest doświadczany tylko łagodnie, Jeśli w ogóle. Multipath jest odzwierciedleniem tego produktu, słabsza kopia bezpośredniego i oryginalnego sygnału w zasięgu wzroku. Sytuacja pogarsza się znacznie, gdy GPS jest używany w pomieszczeniach. Odbicie może być tak złe, że przewyższa bezpośredni sygnał, gdy jest używane w pomieszczeniach.

Słaba/silna interakcja sygnału: Jest to sytuacja, która występuje, gdy odbiornik blokuje się w piku korelacji krzyżowej lub w złym sygnale, w przeciwieństwie do piku autokorelacji prawidłowego sygnału. Unikanie tego jest możliwe, gdy silny sygnał jest bezpośrednio odbierany i usuwany przed późniejszym pozyskaniem słabego sygnału.