Почему они не используют вышки сотовой связи, такие как спутники GPS?

30

Если мое понимание верно, спутник GPS производит довольно простой сигнал, который в основном состоит из его местоположения и времени. Учитывая 4 из этих сигналов, можно однозначно определить положение X, Y, Z (и, как побочный продукт, время) портативного блока GPS.

Почему мы не используем сотовые вышки, как мы используем спутники GPS?

Гораздо легче определить положение вышки сотовой связи, чем спутника (они не двигаются). И им могут быть даны атомные часы так же, как даны спутники GPS. Тогда у нас было бы больше избыточности, большей доступности и большей точности при определении местоположения.

Примечание: я знаю, что служба E911 использует вышку сотовой связи для триангуляции положения сотовых телефонов, но эта технология основана на измерении уровня сигнала вышки и, следовательно, нигде не так точна, как GPS.

Джон Берриман
источник
1
Вы можете повесить столько на одну башню, и поставщики не захотят отдавать существующую пропускную способность связи. Стоимость
Брэд Несом
Как насчет простого факта покрытия, получить глобальное покрытие гораздо проще с помощью спутников, чем вышек.
r_ahlskog

Ответы:

27

Сотовые вышки не покрывают земной шар или отдаленные / сельские районы, как это делает Глобальная система позиционирования - однако в плотных городских районах триангуляция ячеек может быть лучше, чем GPS.

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

Атомные часы дороги в изготовлении . Приемник GPS работает путем измерения относительной временной задержки сигналов от минимум трех, но обычно большего числа спутников GPS, каждый из которых имеет три или четыре бортовых атомных часов цезия или рубидия.

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

Mapperz
источник
8
+1 Хорошее замечание по поводу цены. Дешевые атомные часы стоят 50 тысяч долларов ( clocktypes.com/buy_atomic_clocks.html ), а сотовая вышка стоит от 75 тысяч до 200 тысяч долларов ( squidoo.com/build-a-cell-tower ), поэтому три часа обычно стоят больше, чем башня сам. Учитывая, что геолокация является побочной целью сотовой передачи, такое увеличение стоимости будет трудно оправдать. Я также подозреваю, что коррекция сигнала для передачи вблизи земли будет более сложной задачей, чем спутниковая коррекция.
whuber
1
@Mapperz Интересный момент о цене, которую я упустил. (... это позор. Я думал, что мои следующие карманные часы будут "Super Cool Cesium-133".) Однако, давайте обойдем это, имея башни постоянно переоценивая свое время на основе их подключения к GPS. Они не будут такими точными, но они будут достаточно точными, чтобы предоставить больше информации.
Джон Берриман
@Джон Берриман - как Брэд Несом упоминает о затратах на пропускную способность - сотовые вышки достигают своих пределов с помощью запросов на передачу данных - когда-нибудь был «занят»? переоценка вызовет это явление еще больше.
Mapperz
1
Напоминает мне комментарий, который однажды сделал коллега (перефразировал): мы можем сделать что-нибудь, учитывая неограниченное время и финансирование .
Хайме Сото
@ Джон Берриман Блестящая идея! Для получения и повторной передачи времени не потребуется много обработки или пропускной способности (вставьте их в мертвое пространство в заголовках пакетов или где-либо еще). Но теперь я задаюсь вопросом, как будет работать информация о времени. Разве он не должен быть точным (и согласованным с другими сигналами) с точностью до наносекунды? Разве цифровая переработка и упаковка для передачи не займет гораздо больше времени и будет подвержена микросекундам? Возможно, ретранслированное время на часах не улучшит триангуляцию, которую мы уже можем сделать сегодня ...
whuber
6

Я бы предположил, что это связано с ценой. Рынок мобильной связи очень острый, и каждый поставщик услуг, производитель и поставщик программного обеспечения, как правило, несут убытки от продаж мобильных телефонов, отдавая предпочтение планам ежемесячных платежей. Из-за этого накладные расходы по модернизации башен и конструкции телефона для включения необходимого оборудования и программного обеспечения являются непомерно высокими, пока мы, как потребители, не требуем этого.

Говоря, что используются локализованные системы позиционирования, здесь, в Австралии, гавань Вайалла использует аналогичную идею, используя радиоприемники в точках известного местоположения, и там, используя изменения длины волны, можно использовать для определения расстояния.

Может работать, но вряд ли с текущей инфраструктурой.

CDBrown
источник
5

Хотя в использовании есть что-то вроде этого. Он называется LORAN (навигация по Lang RAnge). Это наземная радионавигационная система, использующая низкочастотные радиопередатчики в множественном развертывании (мультилатерация) для определения местоположения и скорости приемника. Однако он потерял популярность, когда GPS получил широкое распространение. Он все еще живет как eLORAN (улучшенный LORAN) и должен быть резервной копией GPS . Однако его будущее неясно .

RK
источник
4

Хотя это не прямой ответ на вопрос, вышки сотовой связи уже используются для улучшения GPS, собираемой в полевых условиях.

Поищите в Google сети GPS-RTK, и вы узнаете, как люди используют эту технологию.

По сути, у вас есть связь между GPS-ровером и базовой станцией GPS с мобильным телефоном в качестве посредника.

При правильном оборудовании GPS результат может быть в режиме реального времени с точностью до сантиметра.

PolyGeo
источник
3

Ну, на самом деле они используются для геолокации (в основном для 911 звонков и наблюдения правоохранительных органов / разведки):

Но по причинам, перечисленным в ответах других людей, это на самом деле не замена GPS, а скорее хак, который федералы могут использовать, когда им нужно выследить кого-то, кого они не любят, и не могут разместить устройство GPS на своем транспортное средство .

Дж. Тейлор
источник
2

На поверхности земли есть еще много радиоотражающих поверхностей и препятствий. Один и тот же сигнал будет отражаться от разных поверхностей и приниматься с разными задержками. Я подозреваю, что сигнал GPS не рассчитан на то, чтобы хорошо справляться с многолучевым распространением.

JKJ
источник
1
Да, но это проблемы с GPS в любом случае. Если вы попытаетесь использовать GSP в городском каньоне, вы не сможете получить хорошее определение местоположения из-за многолучевого распространения.
Джон Берриман
2

Вспомогательные технологии GPS, используемые для E911, используют методы, аналогичные GPS, для определения местоположения. Такие методы, как усовершенствованная трилатерация прямой линии связи и улучшенная разница во времени наблюдателя, используют синхронизацию сигналов от вышек сотовой связи для вычисления более точных положений, чем простые оценки уровня сигнала. Возможна точность от 50 до 200 метров.

Марк Годдард
источник