Dlaczego nie używają wież komórkowych, takich jak satelity GPS?

30

Jeśli moje rozumowanie jest prawidłowe, satelita GPS wytwarza dość prosty sygnał, który zasadniczo składa się z jego lokalizacji i czasu. Biorąc pod uwagę 4 z tych sygnałów, wówczas można jednoznacznie rozwiązać dla pozycji X, Y, Z (i jako produkt uboczny, czas) ręcznego urządzenia GPS.

Dlaczego nie używamy wież komórkowych, tak jak satelitów GPS?

O wiele łatwiej jest określić pozycję wieży komórkowej niż satelity (nie poruszają się). I można im podawać zegary atomowe tak jak satelity GPS. Wtedy mielibyśmy większą redundancję, większą dostępność i większą dokładność w określaniu lokalizacji.

Uwaga: Wiem, że usługa E911 wykorzystuje wieżę komórkową do triangulacji pozycji telefonów komórkowych, ale technologia ta opiera się na pomiarze siły sygnału wieży i dlatego nie jest tak dokładna jak GPS.

John Berryman
źródło
1
tyle można zawiesić tylko na jednej wieży, a dostawcy nie chcieliby zrezygnować z istniejącej przepustowości komunikacji. Koszt
Brad Nesom
A co z prostym faktem zasięgu, uzyskanie zasięgu globalnego jest znacznie łatwiejsze w przypadku satelitów niż wież.
r_ahlskog

Odpowiedzi:

27

Cell Towers nie obejmują globu ani odległych / wiejskich obszarów, Global Positioning System tak - jednak w gęstych obszarach miejskich triangulacja komórek może być lepsza niż GPS.

http://en.wikipedia.org/wiki/GSM_localization#Network-based

Zegary atomowe są drogie . Odbiornik GPS mierzy względne opóźnienie czasowe sygnałów z co najmniej trzech, ale zwykle większej liczby satelitów GPS, z których każdy ma trzy lub cztery wbudowane zegary atomowe cezu lub rubidu

http://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_clock

Mapperz
źródło
8
+1 Dobra uwaga na temat ceny. Tani zegar atomowy kosztuje 50 000 USD ( clocktypes.com/buy_atomic_clocks.html ), a wieża komórkowa kosztuje od 75 000 USD do 200 000 USD ( squidoo.com/build-a-cell-tower ), więc trzy zegary zwykle kosztują więcej niż wieża samo. Biorąc pod uwagę, że geolokalizacja jest przypadkowym celem transmisji komórkowej, taki wzrost kosztów byłby trudny do uzasadnienia. Podejrzewam również, że korekty sygnałów dla transmisji blisko ziemi byłyby trudniejsze do przeprowadzenia niż korekty satelitarne.
whuber
1
@Mapperz Interesujący punkt na temat ceny, którą przeoczyłem. (... szkoda. Myślałem, że mój następny zegarek kieszonkowy będzie „Super Cool Cesium-133”.) Jednak obejmijmy to, mając wieże stale reestimating swój czas w oparciu o ich połączenia GPS. Nie byłyby one tak dokładne, ale byłyby wystarczająco dokładne, aby dostarczyć więcej informacji.
John Berryman
@John Berryman - jak wspomina Brad Nesom Koszty przepustowości - Towers komórkowe osiągają swoje granice dzięki żądaniom „Transferu danych” - Czy kiedykolwiek miałeś „Sieć zajęta”? Ponowne oszacowanie spowoduje to jeszcze bardziej.
Mapperz
1
Przypomina mi komentarz, który kiedyś wypowiedział współpracownik (sparafrazowano): możemy zrobić wszystko, mając nieograniczony czas i fundusze .
Jaime Soto,
@John Berryman Genialny pomysł! Uzyskanie i ponowna transmisja nie wymagałyby dużo przetwarzania lub przepustowości (trzymaj je w martwej przestrzeni w nagłówkach pakietów lub gdziekolwiek). Ale teraz zastanawiam się, jak działałyby te informacje o czasie. Czy nie musi być dokładny (i zgodny z innymi sygnałami) do około nanosekundy? Czy cyfrowe przetwarzanie i pakowanie do transmisji nie wymagałoby znacznie więcej i podlegałoby być może mikrosekundom zmian? Może retransmitowany zegar tak naprawdę nie poprawiłby triangulacji, którą możemy już dziś wykonać ...
whuber
6

Sugerowałbym, że wynika to z kosztów. Rynek telefonii komórkowej jest bardzo wymagający, a każdy dostawca usług, producent i dostawca oprogramowania generalnie ponosi straty ze sprzedaży telefonu, preferując miesięczne plany płatności oparte na abonamencie. Z tego powodu narzut związany z modernizacją wież i konstrukcji telefonu w celu włączenia wymaganego sprzętu i oprogramowania jest niemożliwy, dopóki my, jako konsumenci tego nie zażądamy.

Mówiąc, że stosowane są te zlokalizowane systemy pozycjonowania, tutaj w Australii Harbour of Whyalla stosuje podobny pomysł, wykorzystując odbiorniki radiowe w punktach o znanej lokalizacji, a zmiany długości fali mogą tam posłużyć do wyznaczenia odległości.

Mogłoby działać, ale nie jest prawdopodobne przy obecnej infrastrukturze.

CDBrown
źródło
5

Jest jednak coś w użyciu. Nazywa się LORAN (LOng RAnge Navigation). Jest to naziemny system radionawigacyjny wykorzystujący nadajniki radiowe niskiej częstotliwości w wielu zastosowaniach (multilateracja) w celu ustalenia lokalizacji i prędkości odbiornika. Jednak wypadło to z łask, kiedy GPS zyskał szerokie zastosowanie. Nadal żyje jako eLORAN (ulepszona LORAN) i ma stanowić kopię zapasową GPS . Jego przyszłość jest jednak niepewna .

RK
źródło
4

Chociaż nie jest to bezpośrednia odpowiedź na pytanie, wieże komórkowe są już wykorzystywane do ulepszania GPS zgromadzonego w terenie.

Wyszukaj w sieciach GPS-RTK Google, a dowiesz się, jak ludzie korzystają z tej technologii.

Zasadniczo masz komunikację między łazikiem GPS a stacją bazową GPS z telefonem komórkowym jako pośrednikiem.

Przy odpowiednim wyposażeniu GPS wynik może być dokładny w czasie rzeczywistym, pomiarowy, centymetrowy.

PolyGeo
źródło
3

Cóż, faktycznie są one wykorzystywane do geolokalizacji (głównie do połączeń 911 i organów ścigania / wywiadu):

Ale z powodów wymienionych w odpowiedziach innych ludzi tak naprawdę nie jest to zamiennik GPS, ale raczej hack, którego federalni mogą użyć, gdy muszą prześladować kogoś, kogo nie lubią i nie mogą umieścić urządzenia GPS na swoim pojazd .

J. Taylor
źródło
2

Na poziomie gruntu znajduje się wiele innych powierzchni odbijających promieniowanie i przeszkód. Ten sam sygnał będzie odbijany z różnych powierzchni i odbierany z różnymi opóźnieniami. Podejrzewam, że sygnał GPS nie jest zaprojektowany tak dobrze, aby poradzić sobie z propagacją wielu ścieżek.

jkj
źródło
1
Tak, ale i tak jest to problem z GPS. Jeśli spróbujesz użyć GSP w kanionie miejskim, nie możesz uzyskać dobrej poprawki lokalizacji z powodu propagacji wielu ścieżek.
John Berryman
2

Wspomagane technologie GPS stosowane w E911 wykorzystują techniki podobne do GPS do określania pozycji. Techniki takie jak Advanced Trilateration Forward Link Trilateration i Enhanced Observer Time Difference wykorzystują taktowanie sygnałów z wież komórkowych do obliczania dokładniejszych pozycji niż proste oszacowania siły sygnału. Możliwa jest dokładność od około 50 do 200 metrów.

Mark Goddard
źródło