Műholdas infokommunikációs rendszerek

Mobil Informatika

Műholdas infokommunikációs rendszerek Dr. Kutor László

2015. ősz

OE-NIK, Dr.Kutor László

MoI 4/24/1

Műholdas távközlési rendszerek GEO (Geostationary Earth Orbit Satellite)

Geostacionáris pályán keringő távközlési műhold Magassága: 30-40 000 Km Szolgáltatások: -távbeszélő és adatátvitel - rádió és TV programok szétosztása (Eutelsat, Intelsat) - hang és kép műsorszórás DRS (Digital Satellite Radio) DAB (Digital audio Broadcasting) DVB (Digital Video Broadcasting)

- nemzetközi és nemzeti műholdas műsorszórás hálózata VSAT(Very Small Aperture Terminal)

2015. ősz

(parabola átmérő <1 m) - kereskedelmi szolgáltatások (pl. video konferencia, távoktatás) OE-NIK Dr. Kutor László

MoI 4/24/2

VSAT-ra alkalmas fontosabb műhold rendszerek INTELSAT teljes Földre kiterjedő rendszer

több mint 120 ország több mint 1700 földi állomás, 19 műhold Frekvenciák: fel le (GHz) „C” sáv 6 4 „K” sáv 14 11 14 12 EUTELSAT Európa és környezete, 6 műhold Frekvenciák: fel le (GHz) 14 11 14 12 INMARSAT Európa, Ázsia, Amerika,Óceánia, 4 műhold kis földrajzi sűrűségeknél, nagy távolságot bejáró járműveknél, kormányzati és katonai összeköttetéseknél Frekvenciák: fel le (GHz) 1.6 1.5 Gorizont FÁK országok, katonai műholdak MoI 4/24/3 2015. ősz

OE-NIK Dr. Kutor László

MEO (Medium Earth Orbit) Közepes magasságú műholdas keringési pálya Magasság: 10000-20000 Km Műholdak száma: 10 -16 Adatátviteli sebesség: 16 kbit/s Szolgáltatások: -műholdas globális távközlési rendszer (pl: ICO (Inmarsat Circular Orbit) ami a PCS (Personal Communication Services)-re készült - Földrajzi pozicionálás (GPS) - Távközlési hálózatok szinkronizálása Services) 2015. ősz OE-NIK Dr. Kutor László

MoI 4/24/4

LEO (Low Earth Orbit Satellite) Alacsony magasságú távközlési műholdak Magasság: 400-1600 Km Műholdak száma: 45-70 Adatátviteli sebesség: 2.4 kbit/s Szolgáltatásaik: hasonlóak a földi cellás rendszerekhez Tipikus rendszerek: Globalstar Iridium (Motorola) (60 műhold) GMPCS (Global Mobile Personal Communication by Satellite) MSPCS (Mobile Satellite Personal Communication 2015. ősz


MoI 4/24/5

A helyfüggő szolgáltatások előnyei Kereskedelmi Szolgáltatások n  Pl.Helyfüggő kereskedelmi kínálatok -mozi, étterem, benzinkút, gyógyszertár Érték (tárgy) követés / Flotta követés Segélyhívó szolgáltatások …….. Elveszett gyermekek megtalálása Bűnözők követése

2015. ősz


MoI 4/24/6

A helyfüggő szolgáltatások típusai Biztonság Sürgősségi szolgáltatások Közlekedési segélyszolgálat

Helyfüggő számlázás Lakóhely szerinti számlázás Esemény zámlázás

Nyomkövetés

Információk Életstílus információk Információk eseményekről Forgalmi információk

2015. ősz

Számlázás

Flotta követés Érték követés Személy követés


MoI 4/24/7

A helymeghatározás pontossága

(1)

A különböző helyfüggő alkalmazás különböző szintű pontosságot igényel.

Forgalmi információk Csomag követés Cella / híváskor Flotta követés Közlekedési segélyszolgálat 30 - 125 m / 5 perc, híváskor

Autóvezetési irányok 30 m / 5 mp

2015. ősz

Helyfüggő számlázás, Mobil telefonkönyv 250 m / híváskor


MoI 4/24/8

Alkalmazás, pontosság, a helymeghatározás gyakorisága Alkalmazás Helyfüggő számlázás Közlekedési segélyszolgálat

Pontosság az alkalmazás megindításához

Pontosság a tömeges elfogadáshoz

Szükség van célberendezésre?

Cella/Szektor

250 m

Nincs

500 m

125 m

Nincs

Mobil telefonkönyv

Cella/Szektor

250 m

Nincs

Forgalmi információk

Cella/Szektor

Cella/Szektor

Nincs

Helyfüggő üzenetek

Cella/Szektor

125 m

Flotta követés

Cella/Szektor

Csomag követés Autóvezetés irányok 2015. ősz

Cél: Versenyképes árak Segítség küldés Mi van közel hozzám?

(1)

A helymeghatározás gyakorisága Hívás kezdeményezéskor, hívás fogadáskor, vagy hívások között Hívás kezdeményezéskor

Hívás kezdeményezéskor Hívás kezdeményezéskor vagy minden 5 mp-ben.

SMS vagy adatkapcsolat

Milyen a forgalom? Hirdetés, figyelem felhívás

30 - 125 m

Nincs

Erőforrás menedzsment

Minden 5 mp-ben, vagy igény szerint

Cella/Szkctor

Cella/Szektor

Igen

Helymeghatározás, irányítás

Igény szerint

125 m

30 m

Igen OE-NIK Dr. Kutor László

Hívás kezdeményezéskor vagy minden 5 mp-ben.

Minden 5 mp-ben.

MoI 4/24/9

Helymeghatározó technológiák •  Műholdas helymeghatározás

(Global Positioning Satellites (GPS))

•  Cella eredetű helymeghatározás

(Cell of Origin (COO))

•  Megérkezési időre alapuló helymeghatározás Time of Arrival (TOA) •  Megérkezési irányra alapuló helymeghatározás Angle of Arrival (AOA) •  Időkülönbség megfigyelés Enhanced Observed Time Difference (E-OTD) • Intelligens hálózati helymeghatározás Intelligent Network (IN)

2015. ősz


MoI 4/24/10

Műholdas helymeghatározás (Global Positioning Satellites (GPS))

A helyzet információk:

GPS vevő

Kommunikáció a bázisállomással: mobil telefon (GSM)

Benefon GSM/ GPS rendszer

2015. ősz


MoI 4/24/11

Cella eredetű helymeghatározás (Cell of Origin (COO))

Jellemzői: •  Hálózat központú •  A bázisállomás helye = a hívó helye •  Legelterjedtebb technológia. •  Leggyorsabb válaszidő. •  Pontosság a cellamérettől függ

2015. ősz


MoI 4/24/12

Megérkezési időre alapuló helymeghatározás Time of Arrival (TOA)

Jellemzői: • A jel bázisállomáshoz érkezési idejét méri • Hálózat közontú • Az idő szinkronizáláshoz GPS-t •  vagy atomórát használ. • Magas szinkronizálási költségek

2015. ősz


MoI 4/24/13

Megérkezési irányra alapuló helymeghatározás Angle of Arrival (AOA)

Jellemzők: •  Cellánként 4-12 különálló antenna tömbre van szükség. •  Az antennáktól való látószögekbők számolható a távolság •  A távolsággal az érzékelési hiba nő •  Terjedési tényezők torzítása •  Bázisállomás esztétikai problémák

2015. ősz


MoI 4/24/14

Időkülönbség megfigyelés Enhanced Observed Time Difference (E-OTD)

Jellemzői: •  Hasonló a megérkezési idő alapú helyzet meghatározáshoz (TOA) (a jel terjedés idejét méri) •  Terminal központú (csak a mobil készülék végzi a méréseket) •  Fontos a mobil készülék és a bázisállomás szinkronitása

2015. ősz


MoI 4/24/15

Intelligens hálózati helymeghatározás Intelligent Network (IN)

Jellemzők: Intelligens összekötetés/átjáró a helymeghatározó tehcnológiák és alkalmazások között Mindig a legalkalmasabb helymeghatározást választja az alkalmazáshoz

2015. ősz


MoI 4/24/16

Helymeghatározó technológiák összehasonlítása

Technológia

Hálózat vagy kézi készülék

Előnyök

Hátrányok

GPS

Kézi készülék

A GPS használat ingyenes

Új mobil készülék

COO

Hálózat

A mobil készülék és a hálózat változatlan

Relatív pontatlan

TOA

Hálózat

Létező hálózati jellemzőket használ

Relatív pontatlan, időszinkronizálás költsége

AOA E-OTD IN

Hálózat

Megnövekedett pontosság

Hálózat

A hálózat változatlan

2015. ősz

Hálózat

A legalkalmasabb helymeghatározási technológiát alkalmazza


Bonyolult antennák Módosított mobil készülék Összetett rendszer

MoI 4/24/17

Műholdas helymeghatározás GPS (NAVSTAR)(Global Positioning System) Jellemzői: -USA DOD (Department of Defense) -24 műhold (12 milliárd USD) -pályamagasság: 20000 km, -keringési periódus: 12 óra -6 keringési pálya (4 műhold/pálya) dőlésszöge 55 fok az egyenlítőhöz -vivőfrekvenciák: 1227.6 Mhz és1575.42 Mhz -moduláció: fázisváltós (műhold élettartam: 7.5 év) -pontossági osztályok: (egy vevővel) CA (Coarse Acquisition) (25-35m) P (Precise) katonai, (15-25m), Y védett katonai -pontosság több vevővel: DGPS (Differential) (<1m)(~cm) -CA kód tartalma 1023 bit, frekvenciája 1. 023 MHz -P kód frekvenciája 10.23 MHz 2015. ősz


MoI 4/24/18

Műholdas helymeghatározó rendszerek Navstar = GPS (USA), Glonast (RU), GALILEO (EU) Galileo program fázisok Tervezés 2002-2005 Megvalósítás (teszt)2006-2008 Csoportos telepítés 2008-2010 Szolgáltatások 2010-től

2005.12.28

Miben különbözik: Polgári célú Növelt pontosság (~m) A működési garancia Jobb lefedettség 2015. ősz

http://www.eu.int/comm/dgs/energy_transport/galileo/programme/index_en.htm


MoI 4/24/19

GPS alkalmazások Főbb kategóriák: ♦Szállítás, ♦Közlekedés (légi-, közúti-, vasúti-, tömeg-), ♦Tengerészet, ♦Halászat ♦Energia ipar, ♦Építőipar , ♦Távközlés, ♦Személyvédelem, ♦Pénzügy, ♦Biztosítás, ♦Biztonság technika, ♦Idő referencia, ♦Tudomány, ♦Mezőgazdaság, ♦Környezetvédelem, ♦Szórakoztató ipar ♦Fogyatékkal élők támogatása (AAL)

w Személyi tájékozódás támogatás látáskorlátozottaknak w Altzheimer betegek téri tájékozódása w Út tervezés kerekesszékeseknek w Egészségügyi távfelügyeleti és sürgősségi szolgáltatások kibővítése valósidejű helymeghatározással w Valós idejű hangbemondás közlekedési járműveken 2015. ősz

http://www.eu.int/comm/dgs/energy_transport/galileo/applications/index_en.htm


MoI 4/24/20

Műholdpályák a GPS rendszerben

2015. ősz


MoI 4/24/21

A GPS működésének összetevői 1. Helymeghatározás

2. Távolságmérés

2015. ősz

s = v×t


MoI 4/24/22

3. Pontos időmérés -a műholdon atomórával-10(1+3 tartalék) pontossága 1010 cézium atom 9.2 GHz ammónia atom 23.87 GHz napi kétszeri korrekció lehetőségével -földi készüléknél több mérésből adódó korrekcióval 4. A műholdpályák pontos ismerete 5. Hiba korrekciók ionoszférikus késleltetés atmoszférikus késleltetés vevőkészülék hibái 2015. ősz


MoI 4/24/23

GPS mondat felépítése $GPGGA,101234,4731.9738,N,1902.3433,E,1,06,0.9,102.2,M,46.9,M,,*7E $ GP GGA 10123 4731.9738 N 1902.3433 E 1 06 0.9 102.2 M 46.9 közötti M 7E 2015. ősz

yitó karakter PS adat azonosító mondat neve: Globális Helymeghatározó rendszer Rögzített Adatokkal” műhold rendszer ideje: 10:12:34 Szélességi koordináta A szélesség típusa: N vagy S Hosszúsági koordináta Hosszúság típusa: E vagy W Jel minősége: 0=érvénytelen, 1= GPS, 2=DGPS Műholdak száma (a jel előállításához) „Vízszintes pozíció tágítás” Tengerszint feletti magasság A tengerszint feletti magasság mértékegysége (Méter) A WGS 84-es földi ellipszis és a tengerszint magassága különbség (Geodial Separation) A GS mértékegysége (Méter) EllenőrzőOE-NIK karakterek Dr. Kutor László MoI 4/24/24

Műholdas infokommunikációs rendszerek

Recommend Documents