Kotitehtävä Selvitä, miten GPS paikannus toimii. Miksi tarvitaan neljän satelliitin signaalit? Esitä piirroksin, miten paikkatieto saadaan selville.

Kotitehtävä Selvitä, miten GPS paikannus toimii. Miksi tarvitaan neljän satelliitin signaalit? Esitä piirroksin, miten paikkatieto saadaan selville.

Satelliittisiirto

Tehtävä 1 Lue langaton tiedonsiirto, kpl 2, sivut ja vastaa seuraaviin kysymyksiin: Täydennä alla olevaan kuvaan satelliittien LEO-, MEO-, ja GEO-kiertoradat. Jos GEO-kiertoradalla lentävän satelliitin nopeus on ~3km/s, niin onko LEO- radalla lentävän satelliitin nopeus nopeampi vai hitaampi / miksi? Mikä on GEO-kiertoradan etu / haitta verrattuna LEO-kiertoradan satelliitteihin? Mitä ovat Van Allen vyöhykkeet? Missä korkeudessa ne sijaitsevat?

Tehtävä 2 Lue Communications Satellites Short History –dokumentti ja vastaa kysymyksiin. Kuka esitti alkuperäisen tietoliikennesatelliitti-idean, milloin? Kuinka kalliita arveltiin tietoliikennesatelliittien voivan olla ? Mikä on TAT-1 ja mikä on TAT-8 Mikä tekniikka mahdollisti pienitehoiset lähettimet? Ja mitä hyötyä niistä oli maa-asemien suunnittelussa? Mitkä tekniikat nousivat myöhemmin satelliittitietoliikenteen kilpailijaksi? Ja mikä tekijä on edelleen satelliittitekniikan etuna?

Tehtävä 3 Tutustu Inmarsatin kotisivuihin netissä. Etsi yrityksen sivuilta inmarsatin esittelyvideo ja esittele se luokalle oman ryhmäsi yhteenvedossa. Paljonko satelliitteja yrityksellä on ”laivastossaan”? Kuka omistaa Inmarsatin?

Tehtävä 4 Tutustu Intelsatin kotisivuihin netissä. Etsi yrityksen sivuilta Intelsatin historiasta kertovaa tietoa ja tutki erityisesti, mitä on tapahtunut vuoden 2001 (oppikirjan julkaisuajankohdan) jälkeen. Millaisia tiedonsiirtopalvejuja Intelsat tarjoaa? Paljonko satelliitteja Intelsat yrityksellä on ”laivastossaan”

Tehtävä 5 Tutustu Iridiumin kotisivuihin netissä. Mikä on Iridiumin tilanne tänään (oppikirjan kertoi vuoden 2001 tilanteen)? Paljonko Iridium verkolla on tilaajia? Paljonko satelliitteja Iridiumilla on ”laivastossaan”?

Tehtävä 6 Tutustu Globalstar yrityksen kotisivuihin netissä ja erityisesti our technology osioon. Käyttääkö Globalstar GEO vai LEO satelliitteja? Millaisia teknisiä ratkaisuja Globalstar mainostaa käyttävänsä, joilla heidän satelliittipuhelujensa laatu on parempi kuin kilpailijoilla?

Paikannus

Matkapuhelinpaikannus Cell Global ID + Time Advance (CGI+TA) Enhanced Observed Time Difference (E- OTD) Assisted GPS (A-GPS)

Cell Global ID + Timing Advance CGI on menetelmä, jossa paikantaminen tapahtuu soluntunnistusta hyväksi käyttäen. TA puolestaan mittaa tukiasemalta tulevan signaalin kulkuajan, josta saadaan laskettua etäisyys tukiasemaan. Näin voidaan parantaa soluntunnistuksen antamaa tarkkuutta. CGI+TA käyttää hyväkseen vain yhtä tukiasemaa ja se toimii kaikissa GSM- laitteissa Menetelmä ei vaadi muutoksia GSM-verkkoon. Paikannuksen tarkkuus vaihtelee sen mukaan kuinka tiheä verkko on. Kaupunkialueilla tarkkuus on parempi, mutta harvaan asutuilla alueilla solun koko saattaa kasvaa niin suureksi, ettei menetelmä anna kovin luotettavaa tulosta. Parhaimmillaan CGI+TA:n tarkkuus on noin metriä

Enhanced Observed Time Difference Enhanced Observed Time Difference on menetelmä, jossa mitataan kolmesta eri GSM –tukiasemasta tulevien signaalien kulkuaikoja. Lisäksi siinä käytetään apuna tunnetussa pisteessä sijaitsevaa mittausasemaa (Location Measurement Units, LMU), jonka kanssa verrataan samoilta kolmelta tukiasemalta tulevia signaalien saapumisaikoja. E-OTD tarvitsee runsaasti laskentatehoa, mutta laskenta voidaan siirtää myös verkon paikannuspalvelimelle. E-OTD tarvitsee toimiakseen muutoksia sekä päätelaitteisiin, että verkkoon. Paikannuksen tarkkuus on luokkaa metriä ja vasteaika noin 5 sekuntia.

Assisted GPS A-GPS on menetelmä, jossa päätelaitteeseen on lisätty GPS -siru. Tavallinen GPS-paikannus tarvitsee päätelaitteissa runsaasti laskentatehoa ja virtaa. Virrankulutuksen ja laskentakapasiteetin ongelmat on A-GPS-järjestelmässä ratkaistu käyttämällä hyväksi matkapuhelinverkkoa. Järjestelmässä matkapuhelin saa verkosta satelliittien ratatiedot ja se voi lähettää laskentatyön varsinaisen paikannuspalvelimen tehtäväksi, jolloin itse päätelaite ei kuormitu ja paikannus nopeutuu huomattavasti. Time To First Fix eli TTFF –arvon ollessa useita kymmeniä sekunteja normaali GPS:lla, jää se A-GPS:lla alle kymmeneksi sekunniksi. A-GPS -paikannus onnistuu myös sisätiloissa, joskin hieman heikommalla tarkkuudella. Tarkkuus ulkona on noin 10 metriä ja sisätiloissa metriä