Внутрішній GPS

MOKOSmart пропонує рішення для позиціонування всередині приміщень від краю до краю. Наші пристрої інтегрують BLE, Wi-Fi, LoRa, GPS, і маячок для надання точної інформації про позиціонування та руху з точністю до метру 2.5 см.

Що таке внутрішній GPS?

GPS означає глобальну систему позиціонування. Термін GPS правильно пов’язано з визначенням місцезнаходження його користувачів. Коли хтось згадує вам GPS, ви, швидше за все, розглянете, хто чи що знаходиться.

Так само, внутрішній GPS визначається як розташування окремих елементів у закритому просторі – або великий, або маленький. Внутрішнє GPS-відстеження полегшує активний або пасивний моніторинг місцезнаходження позначених одиниць у приміщенні або в приміщенні.

По суті, внутрішні функції GPS для визначення місцезнаходження, терміни, відображення, і навігація внутрішніми приміщеннями, такими як торгові центри, аеропорти, та інші об'єкти.

Продукти

Особливості

З внутрішнім GPS, ось деякі атрибути, яких можна очікувати. Ці функції дають власникам можливість з легкістю виконувати безліч функцій. З такими в наявності, користувачі його користувачі зможуть насолоджуватися численними перевагами, отриманими від внутрішнього GPS. Особливості є;

Можливість доступу до навігації в автономному режимі
Висока ємність економії акумулятора
Легко доступний
Зберігайте конфіденційність ваших персональних даних
Може бути легко виявлений за допомогою маяків
Дані можна зберігати довговічно
Високий показник точності
Сигнал можна приймати безперервно

Переваги

Використання внутрішніх GPS-модулів має ряд переваг. Ці переваги варіюються від можливостей до переваг, які пропонує нам точність GPS в приміщенні. Деякі з цих переваг висвітлені нижче;

Покращено управління об'єктом
Він пропонує дружнє видання, призначене для людей з вадами зору
Користувачів і клієнтів можна краще зрозуміти
Операцію можна зробити більш ефективною
Забезпечує дуже точне розташування та максимальну координацію простору

Це нерозв’язно, легкий, і масштабований
Сприяє моніторингу в реальному часі
Безцінний для відстеження активів
Керування та планування подій зручно
Можна використовувати WiFi

Застосування

Коли виникає потреба в пошуку та управлінні розташуванням активів серед інших функцій, внутрішній GPS-ретранслятор може бути дуже корисним. Ми знаємо, що традиційні супутникові технології та GPS не працюють оптимально в закритих приміщеннях і є значно неточними. Ці приміщення включають аеропорти, гаражі, багатоповерхові будинки, алеї, та інші підземні місця.
І ось тут вступає в гру внутрішній GPS. Той факт, що традиційний GPS неефективний у приміщенні, не означає, що не важливо точно визначити розташування активів у приміщенні..

Кому може бути корисний внутрішній GPS?

Величезний внутрішній простір може бути особливо складним для проходження, якщо говорити про активне розташування активів та окремих осіб. Навіть з багаторічним досвідом роботи в цих просторах, Це не рідкість для людей, які все ще потрапляють, а іноді і губляться в багатьох із цих просторів. Тепер подумайте про те, що ви є відвідувачем і намагаєтеся орієнтуватися без допомоги надійної системи. Тому, внутрішній GPS є чудовою підмогою для людей у таких місцях і функціях;

Типи технології внутрішнього стеження

Технологія відстеження в приміщенні залежить від уподобань користувача, вартість агрегату, та встановлення. Технологія відстеження в приміщенні використовує цілий ряд пристроїв, які визначають місцезнаходження об’єктів і людей, де GPS та супутникові технології не працюють.. Рішення для відстеження в приміщенні мають функцію пошуку шляху, системи локації в режимі реального часу(RTLS), місце першого реагування, і системи управління запасами.

Існує ряд технологій відстеження, які різноманітні, але допомагають визначити розташування в приміщенні. Це такі;

Надширокосмугові системи: Вони також відомі як системи UWB. Вони здатні полегшити розташування правильного розташування до 20 сантиметрів або менше. Вони передають сигнали малої потужності, які не порушують інші спектри. Він використовує спеціальну хвилю в радіочастоті, відмінну від радіоприймачів поліції або мобільних телефонів.

Системи на основі WiFi: Це простий метод, за допомогою якого можна відстежувати місцезнаходження за допомогою Wi-Fi. Тег WiFi передає дані маяка до різних точок доступу. Після чого, сервер локації збирає часові позначки та перекладає дані точки доступу та інформацію про мітки часу в місце розташування.

Технологія Zigbee: Для цього використовується RSSI, який є абревіатурою «індикатор потужності отриманого сигналу." Технологія бездротового датчика Zigbee використовує RSSI, що робить його ефективним для визначення позиціонування в приміщенні та LBS (послуги на основі розташування). Використання бази даних відбитків пальців можна використовувати для розрахунку положення людини в приміщенні.

Як працює GPS?

Глобальна система позиціонування функціонує, спочатку одержуючи супутникові сигнали, які використовуються для обчислення позиції. Невизначеність частоти, що супроводжує обчислення позиції, становить приблизно ±4,2 кГц від спостережуваного сигналу GPS. GPS використовує кореляцію для виявлення сигналу. Піковий сигнал стає відсутнім у випадку, коли частота затримки коду неправильна. Пошук сигналу здійснюється за різною кодовою затримкою та частотою, відомі як урни.

По суті, приймач може точно визначити місцезнаходження, оскільки він оцінює відстань між використовуваним супутником і вами. Щоб визначити ваше місцезнаходження в 3 розміри, вам знадобиться мінімум 4 супутники. А ваше місцезнаходження визначається за допомогою атомного годинника в супутнику, який примножує швидкість сигналу. Один супутник визначає швидкість сигналу часу, тоді як три супутники призначені для отримання x, і, і координати z.

У відповідних термінах, сигнали від супутників, що обертаються навколо Землі, передаються на поверхню Землі приблизно за 20 000 км. Очевидно, що через відстань, втрата вільного простору призведе до зниження рівня потужності сигналу. Ось чому звичайні сигнали GPS не можуть бути надійними в закритих або закритих приміщеннях, оскільки втрата сигналу стає ще більшою. Ось чому внутрішні GPS-ретранслятори використовуються для внутрішніх систем позиціонування GPS.

Антена

Щоб GPS працював правильно, існує потреба в спеціальному вигляді антени. Традиційна GPS-антена, яка використовується як приймач, має круглу форму і функціонує як поляризований мікросмужковий патч.. Він працює в діапазоні L1 1575 МГц. Він досить маленький, має розміри 25 мм x 25 мм через діелектричну проникність матеріалу підкладки (=r = 25). По суті, антена являє собою провідний метал, який стає електрично активним при попаданні електромагнітної хвилі.

Інтегрована система

Поєднання кількох підкомпонентів системи призводить до активації системи. Він містить різну електроніку, яка переслідує цілі GPS, наприклад, читання відповідних сигналів і відсіювання небажаних. У найпростішій формі, інтегрована система включатиме декодер сигналу, фільтр, і комунікаційний вихід.

Протокол зв'язку

Система повинна вміти передавати інформацію між кількома її компонентами з метою досягнення мети. Тому, Протокол зв'язку створений таким чином, що в GPS залучаються кілька об'єктів. Протокол зв'язку інформує кінцеву систему або користувача. Прикладом є протокол, який отримує формат інформації, що містить якість сигналу, координати, і швидкість.

Обладнання внутрішньої системи позиціонування

Апаратне забезпечення (фізичні компоненти) IPS складає систему внутрішнього GPS в цілому. Ці компоненти є:

Реалізація всесвітньої мережі

Це здатність мережі GPS оптимально функціонувати в приміщенні та функція обчислення позиції сервера.. Супутники GPS, як правило, надсилають дані, які доступний приймач може перевести в видимому місці в поле зору супутника. В даний час сузір'я GPS має ряд 28 супутники на орбіті. Щоб отримати всі живі дані, приймач повинен тільки бачити все 28 супутники на орбіті одночасно.

Зробити це, найдешевшим і найефективнішим способом був би доступ до всесвітньої мережі, що має опорні станції GPS. Ці довідкові станції GPS діють як канал даних до сервера. Ця мережа може підтримувати будь-яку кількість пристроїв A-GPS, яким це може знадобитися, і з будь-якого місця. Мокосмарт розробив цю мережу та впровадив її.

Інноваційними є ця мережа та сервер：Це повністю резервна мережа, яка має станції по всьому світу. Це так, щоб кожен GPS-сервер “бачив” як мінімум двома різними станціями в будь-який момент часу.

З цією системою, серверу знадобиться менше супутникових вимірювань, щоб повністю обчислити положення. Це робиться за допомогою всесвітньої моделі місцевості, що допомагає підвищити точність навіть на хвилястому рельєфі. Він використовує дискретні точки з сітками до одного мільярда, які пропонують точність до 18 метрів у висоту.

Сервер не потребує точних міток часу GPS для обчислення положення через вимірювання псевдодальності GPS. Він також може працювати на будь-якому пристрої, незалежно від виробника.

Підхід до апаратної обробки GPS в приміщенні

Це новий підхід до внутрішнього GPS, який використовує живі згортки сигналів GPS, які функціонують з різними ймовірними затримками коду.. Як це працює? Традиційний GPS-приймач може відстежувати лише один чіп на предмет можливої затримки коду за раз. Приймач повинен буде сканувати, потім отримати сигнал до початку відстеження.
Цей новий дизайн відкидає потребу в окремих етапах відстеження та отримання, оскільки він виконує обчислення в реальному часі.. Ці обчислення закінчуються 2000 корелятори для кожного супутника, роблячи його обчислення повним, згортка в режимі реального часу. При використанні на відкритому повітрі, він може отримати сигнал майже миттєво. Згасання, наявне у внутрішніх приміщеннях, робить звичайне відстеження GPS дуже слабким, але цей новий дизайн дозволить безперервну інтеграцію навіть із загасаючим сигналом.

Підхід до апаратної обробки GPS в приміщенні

Необхідно вжити додаткових заходів, щоб якнайкраще використовувати внутрішній GPS для отримання результатів. Наприклад, антену доведеться розмістити на даху внутрішнього приміщення. Найвищі точки в будівлі будуть тримати антену, який буде підключений до внутрішнього ретранслятора. Це з’єднання стане можливим за допомогою коаксіального кабелю, що використовується для передачі сигналу.

Ретранслятор функціонує як перевипромінювач для сигналу в приміщенні. GPS-ретранслятор передає живий GPS-сигнал із зовнішнього боку об'єкта всередину. Будь то звичайна будівля або об’єкт; закритий простір зможе забезпечити перегляд неба в режимі реального часу. Цей живий вид неба зробить приміщення доступним для будь-якого GPS-приймача в навколишньому середовищі.

Підхід до апаратної обробки GPS в приміщенні

В основному існує одна велика проблема, яка стоїть перед внутрішнім GPS, і це слабка обробка сигналу. Перший аспект цієї проблеми – це придбання, другий - багатопроменевий, і третій – взаємодія слабкого/сильного сигналу.

Придбання: Вхідний сигнал можна шукати у двох вимірах, що тягнуть за собою затримку коду та доплерівську частоту. Пошук включає доплерівське значення, яке перетворюється з пониженням шляхом множення його на код CDMA супутника, який генерується локально.. Затримка різноманітна; тому процес називають “корелюючі.” Періоди інтегрування – це групи вхідних сигналів, за якими виконується пошук. Коли сигнали слабкі, період кореляції має бути продовжений, щоб покращити відношення сигнал/шум в результаті.

Багатопрохідність: Коли використовується зовнішній GPS, багатопрохідність відчувається лише м’яко, якщо взагалі. Багатопрохідність є відображенням цього продукту, слабша копія прямого та оригінального сигналу прямої видимості. Ця ситуація значно погіршується, якщо GPS використовується в приміщенні. Відображення може бути настільки поганим, що перевершує прямий сигнал при використанні в приміщенні.

Взаємодія слабкого/сильного сигналу: Це ситуація, яка виникає, коли приймач фіксується в піку взаємної кореляції або неправильному сигналі на відміну від піку автокореляції правильного сигналу.. Уникнути цього можна, коли сильний сигнал безпосередньо отримується та видаляється перед подальшим отриманням слабкого сигналу.