GPS interno

MOKOSmart fornece soluções de posicionamento interno de ponta a ponta. Nossos dispositivos integram BLE, Wi-fi, LoRa, GPS, e beacon para fornecer informações precisas de posicionamento e movimento com precisão submétrica de 2.5 cm.

O que é GPS interno?

GPS significa Sistema de Posicionamento Global. O termo GPS foi corretamente vinculado à determinação da localização de seus usuários. Quando alguém menciona GPS para você, você provavelmente irá considerar quem ou o que está sendo localizado.

similarmente, um GPS interno é definido como a localização de elementos selecionados em um espaço fechado – grande ou pequeno. O rastreamento por GPS interno facilita o monitoramento de localização ativo ou passivo de unidades marcadas em uma instalação ou espaço interno.

Essencialmente, funções de GPS interno para localização, cronometragem, mapeamento, e navegação em espaços internos como shoppings, aeroportos, e outras instalações.

Produtos

H2

Beacon de navegação interna

H2A

Localização Beacon

M2

Sinalizador de rastreamento de ativos

Recursos

Com GPS interno, aqui estão alguns dos atributos que podem ser esperados. Esses recursos fornecem aos proprietários a capacidade de realizar uma infinidade de funções com facilidade. Com estes disponíveis, o usuário que os usuários poderão desfrutar dos inúmeros benefícios acumulados com o GPS interno. Os recursos são;

  • Capacidade de acessar a navegação offline
  • Alta capacidade de economia de bateria
  • Facilmente acessível
  • Mantenha seus dados pessoais privados
  • Pode ser facilmente detectado por Beacons
  • Os dados podem ser salvos de forma durável
  • Taxa de alta precisão
  • O sinal pode ser recebido continuamente

Vantagens

Há uma variedade de vantagens que podem ser apreciadas usando módulos de GPS internos. Essas vantagens variam desde capacidades até a vantagem absoluta que a precisão do GPS interno nos oferece. Algumas dessas vantagens são destacadas abaixo;

  • A gestão da instalação é melhorada
  • Oferece uma edição amigável destinada a deficientes visuais
  • Usuários e clientes podem ser melhor compreendidos
  • A operação pode ser mais eficiente
  • Fornece localização muito precisa e maximiza a coordenação do espaço
  • É intratável, leve, e escalável
  • Facilita o monitoramento ao vivo
  • Inestimável para rastreamento de ativos
  • O gerenciamento e a programação de eventos são convenientes
  • Pode utilizar WiFi

Inscrição

Quando surge a necessidade de localizar e gerenciar a localização de ativos entre outras funções, um repetidor de GPS interno pode ser muito útil. Sabemos que a tecnologia tradicional de satélite e GPS não funcionam perfeitamente em espaços fechados e são consideravelmente imprecisos. Esses espaços incluem aeroportos, vagas de estacionamento, edifícios de vários andares, becos, e outros locais subterrâneos.
E é aí que o GPS interno entra em ação. O fato de o GPS tradicional não ser eficiente em ambientes fechados não significa que não seja crucial apontar a localização dos ativos em ambientes fechados também.

Quem pode se beneficiar do GPS interno?

Vastos espaços internos podem ser especialmente difíceis de atravessar, falam menos em localizar ativamente ativos e indivíduos. Mesmo com vários anos de experiência nestes espaços, não é incomum que as pessoas ainda sejam jogadas e às vezes perdidas em muitos desses espaços. Agora considere ser um visitante e tentar navegar sem a ajuda de um sistema infalível. Portanto, GPS interno é uma grande ajuda para pessoas nos seguintes lugares e funções;

Tipos de tecnologia de rastreamento interno

A tecnologia de rastreamento interno varia de acordo com a preferência do usuário, custo da unidade, e instalação. A tecnologia de rastreamento interno utiliza uma série de dispositivos que localizam objetos e pessoas onde o GPS e a tecnologia de satélite não são funcionais. Soluções de rastreamento interno apresentam orientação, sistemas de localização em tempo real(RTLS), localização da primeira resposta, e sistemas de gestão de estoque.

Existem várias tecnologias de rastreamento que são variadas, mas ajudam a determinar o posicionamento interno. Estes são;

Sistemas baseados em Bluetooth: Esta tecnologia é sem fio, de baixa potência, e link de alta velocidade usado para conectar equipamentos móveis. Ele fornece uma conexão sem fio para vários dispositivos de rede em uma curta distância.

Sistemas de banda ultralarga: Eles também são conhecidos como sistemas UWB. Eles são capazes de facilitar a localização da posição correta até 20 centímetros ou menos. Eles transmitem sinais de baixa potência que não perturbam outros espectros. Ele utiliza uma onda especial no espectro de rádio diferente dos rádios da polícia ou de telefones celulares.

Sistemas RFID: Sistemas de identificação por radiofrequência de porta de suporte RFID que utilizaram ondas de rádio para transferir dados. Os dados são codificados nos rótulos ou etiquetas inteligentes RFID, o que o torna mais vantajoso do que a tecnologia de rastreamento de ativos de código de barras.

Sistemas infravermelhos: Neste sistema, um objeto que emite constantemente sinais infravermelhos é anexado ao corpo rastreado. A CPU é capaz de computar a posição do sinal emitido com o uso de triangulação e a direção do receptor.

Sistemas baseados em WiFi: Este é um método simples pelo qual a localização pode ser rastreada com o uso de WiFi. Uma etiqueta WiFi transfere dados de beacon para vários pontos de acesso. Após o qual, o servidor de localização reúne os carimbos de data / hora e traduz os dados do ponto de acesso e as informações de carimbo de data / hora em um local.

Tecnologia Zigbee: Isso utiliza um RSSI, que é a abreviatura de “indicador de intensidade do sinal recebido." A tecnologia de sensor sem fio Zigbee emprega RSSI, o que o torna eficaz na determinação do posicionamento interno e LBS (serviços baseados em localização). O uso de banco de dados de impressão digital pode ser usado para calcular a posição de um indivíduo dentro de casa.

Tecnologia de beacon: Esta tecnologia emprega o uso de pequenos transmissores BLE sem fio para enviar sinais para receptores próximos. Com este sistema, a interação com base na localização e o posicionamento podem ser determinados com precisão e facilidade.

Tecnologia de ultrassom: Esta tecnologia utiliza um sistema de ultrassom que é capaz de rastrear a posição do corpo emissor. Sensores de ultrassom são empregados para rastrear a posição do sinal de ultrassom.

Como funciona o GPS?

O Sistema de Posicionamento Global funciona ao adquirir inicialmente sinais de satélite que são usados ​​para calcular uma posição. A incerteza de frequência que acompanha um cálculo de posição é de cerca de ± 4,2 kHz do sinal de GPS observado. Gps utiliza correlação para detectar o sinal. O sinal de pico torna-se inexistente no caso em que a frequência do atraso do código está errada. A pesquisa de sinal é realizada em vários atrasos de código e frequência, conhecido como bins.

Em essência, um receptor é capaz de apontar a localização enquanto avalia a distância entre o satélite em uso e você. Para que sua localização seja determinada em 3 dimensões, você vai precisar de um mínimo de 4 satélites. E sua localização é obtida utilizando o relógio atômico do satélite que multiplica a taxa do sinal. Um satélite determina a taxa do sinal de tempo, enquanto três dos satélites são para obter o x, e, e coordenadas z.

Em termos relacionáveis, sinais de satélites orbitando a Terra são transmitidos para a superfície da Terra a cerca de 20.000 km de distância. É óbvio que devido à distância, a perda de espaço livre reduzirá o nível de potência do sinal. É por isso que os sinais regulares de GPS não podem ser confiáveis ​​em espaços fechados ou internos porque a perda de sinal se torna ainda maior. É por isso que repetidores GPS internos são utilizados para sistemas de posicionamento GPS internos.

Antena

Para um GPS funcionar corretamente, existe a necessidade de um tipo especial de antena. A antena GPS tradicional que é utilizada como um receptor é circular e funciona como um patch de microfita polarizada. Ele opera em uma banda L1 de 1575 MHz. É bem pequeno, tendo uma dimensão de 25 mm x 25 mm por causa da constante dielétrica do material do substrato (= r = 25). Essencialmente, a antena é um metal condutor que se torna eletricamente ativo quando atingido por uma onda eletromagnética.

Sistema Integrado

A combinação de vários subcomponentes do sistema faz com que isso ative o sistema. Ele contém diferentes eletrônicos que perseguem os objetivos do GPS, como ler sinais relevantes e filtrar os indesejados. Na forma mais básica, o sistema integrado incorporaria um decodificador de sinal, um filtro, e uma saída de comunicação.

Protocolo de comunicação

Um sistema deve ser capaz de transferir informações entre seus vários componentes com o objetivo de atingir um objetivo. Portanto, o protocolo de comunicação é implementado para que várias entidades estejam envolvidas no GPS. O protocolo de comunicação informa o sistema final ou usuário. Um exemplo é um protocolo que recupera um formato de informação contendo a qualidade do sinal, coordenadas, e velocidade.

Hardware do sistema de posicionamento interno

O hardware (componentes físicos) do IPS compõe o sistema GPS interno como um todo. Esses componentes são:

A Antena GPS Direcional

Tal como afirmado anteriormente nas antenas, isto é obtido a partir do tradicional GPS patcheado. É composto por um refletor cônico de alumínio que ajuda a aumentar a direção ou posicionamento.

Amplificadores de baixo ruído

Este componente de hardware para o IPS faz uso de alguns amplificadores de baixo ruído que são capazes de reduzir sons altos.

Compensação de perda interna

Isso é útil quando há perda de sinal, e calcula o quão benéfico é o amplificador no sistema GPS interno.

Implementação de rede mundial

Esta é a capacidade de uma rede GPS de funcionar de maneira ideal em ambientes fechados e a função de computação do servidor para as posições. Os satélites GPS geralmente enviam dados que podem ser traduzidos pelo receptor disponível claramente à vista do satélite. A constelação GPS atualmente apresenta uma série de 28 satélites em órbita. Para obter todos os dados ao vivo, um receptor só precisa ver tudo 28 satélites em órbita ao mesmo tempo.

Para fazer isso, a forma mais barata e eficiente seria acessar uma rede mundial com estações de referência GPS. Essas estações de referência GPS atuam como um canal de dados para um servidor. Esta rede pode atender a qualquer quantidade de dispositivos A-GPS que possam precisar e de qualquer lugar. A Mokosmart desenvolveu esta rede e a implementou.

O que torna esta rede e servidor inovadores são:Constitui uma rede completamente redundante com estações em todo o mundo. Isso é para que todo servidor GPS seja “visto” por um mínimo de duas estações diferentes a qualquer momento.

Com este sistema, o servidor precisará de menos medições de satélite para calcular a posição totalmente. Isso é feito por um modelo de terreno mundial, o que ajuda a melhorar a precisão mesmo com terreno ondulado. Ele utiliza pontos discretos com grades de até um bilhão que oferecem precisão de até 18 metros de altura.

O servidor não precisa de marcadores de tempo GPS precisos para calcular a posição por causa das medições de pseudo-faixa do GPS. Ele também pode funcionar em qualquer dispositivo, independente do fabricante.

Abordagem de processamento de hardware de GPS interno

Esta é uma nova abordagem para GPS interno que utiliza convoluções ao vivo de sinais de GPS funcionando em uma variedade de atrasos de código prováveis. Como é que isso funciona? Um receptor GPS tradicional pode monitorar apenas um chip para possível atraso de código de cada vez. O receptor terá que fazer a varredura, então adquira o sinal antes que o rastreamento possa começar.
Este novo design descarta a necessidade de estágios separados de rastreamento e aquisição porque realiza cálculos ao vivo. Esses cálculos são processados ​​ao longo de 2000 correlacionadores para cada satélite, fazendo com que compute um completo, convolução em tempo real. Quando usado ao ar livre, ele pode adquirir o sinal de uma maneira quase instantânea. O desbotamento presente em espaços internos torna o rastreamento GPS regular muito fraco, mas este novo design permitirá a integração contínua, mesmo com um sinal de desbotamento.

Abordagem de processamento de hardware de GPS interno

Outras medidas devem ser tomadas para obter o melhor de um GPS interno para obter resultados. Por exemplo, uma antena terá que ser colocada no telhado do espaço interno. Os pontos mais altos do edifício irão segurar a antena, que será conectado a um repetidor interno. Esta conexão será possível através do emprego de um cabo alimentador coaxial usado para transportar o sinal.

O repetidor funciona como um re-radiador para o sinal no ambiente interno. O repetidor de GPS transmite o sinal de GPS ao vivo do exterior de uma instalação para o interior. Seja um prédio normal ou uma instalação; o espaço fechado será capaz de fornecer uma visão do céu em tempo real. Esta visão ao vivo do céu tornará o interior acessível a qualquer receptor GPS no ambiente.

Abordagem de processamento de hardware de GPS interno

Existe basicamente um grande desafio enfrentando o GPS interno, e é um processamento de sinal fraco. O primeiro aspecto deste desafio é a aquisição, o segundo sendo multipercurso, e o terceiro é a interação de sinal fraco / forte.

Aquisição: O sinal de entrada pode ser procurado em duas dimensões que envolvem atraso de código e frequência Doppler. A pesquisa envolve um valor Doppler que é convertido multiplicando-o pelo código CDMA do satélite que é gerado localmente. O atraso é variado; portanto, o processo é referido como “correlacionando.” Os períodos de integração são grupos de sinais de entrada nos quais a pesquisa é realizada. Quando os sinais são fracos, o período de correlação deve ser estendido para que a relação sinal-ruído no resultado seja melhorada.

Multipath: Quando o GPS externo está em uso, multipercurso é experimentado apenas levemente, se em tudo. Multipath é um reflexo desse produto, uma cópia mais fraca do sinal de linha de visão direto e original. Esta ocorrência fica consideravelmente pior quando o GPS é usado em ambientes fechados. O reflexo pode ser tão ruim que ultrapassa o sinal direto quando usado em ambientes internos.

Interação de sinal fraco / forte: Esta é uma situação que ocorre quando o receptor trava em um pico de correlação cruzada ou um sinal errado, em oposição ao pico de autocorrelação do sinal certo. Evitar isso é possível quando o sinal forte é adquirido diretamente e removido antes de posteriormente adquirir o sinal fraco.