Computer & Services > Knowledge

GPS และ AGPS แตกต่างกันอย่างไร?

(1/1)

Nick:
ลองมารู้จักกับ GPS และ AGPS กันหน่อยครับเทคโนโลยีนี้เห็นได้ในมือถือหลายๆ รุ่น
                     
GPS มีการทำงานและข้อจำกัดอย่างไร

    การทำงาน : ดาวเทียมทุกดวงที่โคจรอยู่บนท้องฟ้าจะมีการส่งสัญญาณ GPS มาที่พื้นดินเพื่อที่จะเป็นการบอกพิกัดของตัวเองต่อสถานีควบคุม ข้อจำกัดคือดาวเทียมไม่สามารถใช้พลังงานได้สูงมากนักเนื่องจากพลังงานทั้ง หมดได้จากพลังงานแสงอาทิตย์ ดังนั้น กำลังส่งของสัญญาณ GPS จึงมีขนาดเล็กมาก นี้คือสาเหตุที่สำคัญที่ทำให้

1. เครื่องรับ GPS ต้องมีความไวสูงมากๆ เพื่อให้สามารถที่จะรับสัญญาณ GPS จากดาวเทียม ซึ่งโคจรอยู่ระยะประมาณ 40,000 km จากพื้นดินและสัญญาณที่ภาคพื้นดินมีขนาดเล็กมากๆ

2. ผลจากข้อที่ 1 ทำให้เครื่องรับ GPS จำเป็นต้องใช้พลังงานไฟฟ้า ในส่วน ภาครับเป็นจำนวนมากโดยส่วนนี้จะทำหน้าที่ทั้งกรองสัญญาณที่รบกวนออกจาก สัญญาณ GPS แล้วทำการขยายสัญญาณ แล้วนำไปถอดรหัสในส่วน Digital ดังนั้นโดยทั่วไปเครื่องรับจึงมีอุปกรณ์จำนวนมาก เราจึงเรียกมันว่า Chipset

3. จากข้อที่ 2 ภาคทีเป็นระบบ Digital จะมี MCU เป็นพระเอกในการ คำนวณและถอดรหัสต่างๆ โดยปกติจะเป็น MCU ที่มีความสามารถใน การคำนวณอย่างมาก ดังนั้นจึงนิยมใช้ MCU แบบ 32 บิต (ข้อ 1-3 ทำให้กินไฟประมาณ 80-200 mA.)

4. หากสัญญาณ GPS ที่เครื่องรับและเครื่องส่งไม่ตรงกัน(Synchronize)งาน นี้เราจะไม่สามารถถอดรหัสได้เลย ดังนั้น GPS หากต้องการบอกพิกัดได้ จึงไม่สามารถปิดเครื่องได้ จำเป็นต้องเปิดตลอดเวลา

5. เนื่องจากสัญญาณ GPS ที่ตกกระทบภาคพื้นดินมีขนาดเล็กมาก ดังนั้นมัน จึงง่ายต่อการถูกรบกวน การที่จะให้ได้สัญญาณ ที่แรงและดีสุดคืออย่าให้มีสิ่งกีดขวาง เครื่องรับ GPS ส่วนใหญ่จึงมีเสาอากาศแบบ ภายนอก และติดตั้งในที่โล่งแจ้ง จนเป็นที่มาไม่เห็นท้องฟ้าก็จะรับสัญญาณ GPS ไม่ได้

จากข้อ 1-5 จึงทำให้เป็นที่ถกเถียงกันในหมู่นักวิจัยว่าเราจะแก้ปัญหาหรือพัฒนา GPS ให้ดีขึ้นกว่าเดิมได้อย่างไร จึงเกิดการถกเถียง ตามมา

1. การเพิ่มกำลังส่งที่เครื่องส่ง GPS ที่ดาวเทียม ข้อนี้ ลืมได้เลย เพราะเรื่องพลังงานไฟฟ้าที่ดาวเทียมยังเป็นข้อจำกัดอยู่ การปรับเรื่องนี้คงอีกหลายสิบปี

2. ออกแบบภาครับให้มีความไวสูงขึ้นโดยอุปกรณ์ที่มีสัญญาณรบกวนต่ำ อันนี้มีการทำแล้วโดยพบใน GPS รุ่นปัจจุบัน รวมทั้ง A-GPS

3. การลดจำนวนอุปกรณ์ในเครื่องรับลงเพื่อให้มีขนาดเล็กลงและกิน ไฟฟ้าน้อยลง อันนี้มีการดำเนินการได้ โดยการใช้ MCU เฉพาะที่ออกแบบในการคำนวณและกินไฟต่ำ ซึ่งเป็น Chipset ที่ปรากฏใน GPS รุ่นปัจจุบัน

4. ปิดเครื่องเมื่อไม่ใช้แล้วเปิดเครื่องเมื่อต้องการใช้ เรื่องนี้เป็นที่ถกเถียงกันอย่างมาก หากทำเช่นนั้น สัญญาณ GPS ก็จะไม่เกิดการ Synchronize เราก็จะรับสัญญาณไม่ได้ ประกอบกับ วงโคจรของดาวเทียมจะเปลี่ยนไปตลอดเวลา การ Synchronize จึงทำได้ยากมากขึ้น จึงมีการคิดค้นว่าหากเราสามารถส่งวงโคจรของดาวเทียมที่เปลี่ยนไปให้ Chipset ได้รับรู้โดยไม่จำเป็นต้องรับสัญญาณจาก GPS โดยตรงจะทำได้หรือไม่ ผลคือทำได้ โดยการออกแบบให้ Chipset สามารถรับสัญญาณตำแหน่งดาวเทียมในรูปแบบสัญญาณ Digital ปกติ โดยไม่ต้องถอดรหัส โดยสัญญาณที่ได้จะถูกส่งมาจาก Base Station (เครื่อง GPS ที่รับสัญญาณตลอดเวลา และมีระบบส่งต่อสัญญาณไปยัง เครื่อง GPS อื่นๆ เมื่อมีการร้องขอ) เราเรียกระบบนี้ว่า Net Assisted ปัจจุบันนิยมใช้ผ่านเครือข่ายอินเตอร์เน็ต

5. หากเครื่อง GPS มีการปิดเครื่องแล้วไปเปิดอีกที เครื่องจะต้องทำการ Sync กับดาวเทียม ก่อนการ Sync จะเกิดได้อย่างรวดเร็วก็ต่อเมื่อตำแหน่งสุดท้ายหรือตำแหน่งที่เราปิดเครื่อง ไม่ห่างจากตำแหน่งที่เราเปิดเครื่องอีกครั้ง ดังนั้น GPS ทุกรุ่นจึงมีการจดจำตำแน่งเดิมก่อนปิดเครื่อง อย่างไรก็ตามปัญหาก็จะเกิดเมื่อ ตำแหน่งที่เราปิดเครื่องและเปิดอีกครั้งอย่างห่างกัน เช่นปิดเครื่องที่สนามบินดอนเมือง เปิดอีกที่ ที่สนามบินเชียงใหม่ GPS จะทำงานได้ช้ามาก และยิ่งไม่มีการรับหรือ update ตำแหน่งดาวเทียม งานนี้นานอย่าบอกใคร ดังนั้น จึงมีคำถามว่าอย่างนั้นเราจะบอกตำแหน่งคราวๆ ของ เครื่อง GPS ได้ไหม เพื่อ เป็นการง่ายในการที่จะ Sync และ คำนวณพิกัด หรือ บอกตำแหน่งได้อย่างรวดเร็ว ระบบ GPS ที่รับตำแหน่ง เข้าไป เราเรื่องระบบการช่วยเหลือแบบนี้ว่า Last Know Location Aiding. เอ้า .....แล้วเราจะรู้ตำแหน่งของเครื่องเราเมื่อเปิดได้อย่างไร และจะขอ Location Aiding ได้อย่างไร ? หากลำพัง GPS อย่างเดียวเราไม่สามารถทำได้ครับ เราเลยต้องมีการเชื่อมต่อ สัญญาณเข้ามาที่เครือข่าย โชคดีที่ GPS ส่วนใหญ่เคลื่อนที่ ดังนั้นการเชื่อมต่อเข้าเครือข่ายจึงเป็นไปได้ทางเดียวคือผ่านเครื่องมือถือ ดังนั้นระบบช่วยเหลือ จึงสามารถบอกตำแหน่งคราวๆ ของเครื่อง GPS ที่ร้องขอความช่วยเหลือมาได้ โดยการส่งตำแหน่ง Cell ID Location (Cell ID Location Aiding)ไปให้ จึงทำให้คนทั่วไปสับสนว่า A-GPS อ้างพิกัดตำแหน่งโดย Cell ID จึงมีความผิดพลาดสูง นี้เป็นความเข้าใจผิดอย่างแรง

6. หลังจาก ที่ A-GPS ได้รับ Net Assist , Location Aiding แล้ว GPS จะได้ Time Aiding จาก Server อีก ดังนั้น สิ่งเดียวที่เหลือคือการ รับสัญญาณ โดยตรงจากดาวเทียม ซึ่ง A-GPS ส่วนใหญ่แล้วจะมีภาครับที่มีความไวสูงกว่า GPS(อุปกรณ์ดีกว่าและใช้เทคโนโลยีใหม่กว่า) ปกติ 5-10 เท่า ดังนั้น เครื่อง A-GPS จึงสามารถทำงานหรือเปิดเครื่องในที่อับสัญญาณได้ หากใช้บริการ ความช่วยเหลือ จาก Server และ Base Station ดังนั้น หากใช้ A-GPS แบบเต็มระบบ การเปิดปิดเครื่อง GPS จึงไม่เป็นอุปสรรค ผลก็คือ ทำให้เราสามารถประหยัดพลังงานแบตเตอรีได้ ดังนั้น แนวโน้ม 1-2 ปี ผมคิดว่า A-GPS จะเข้ามาแทนที่ GPS ทั้งหมด ด้วยเหตุผลที่กล่าวมา

                     

AGPS (Assistance GPS)

    เป็นระบบช่วยเหลือการทำงานของ GPS ให้มีการเริ่มทำงานได้อย่างรวดเร็ว และมีความแม่นยำสูงยิ่งขึ้นโดยมีการรับข้อมูลที่จำเป็นในการเริ่มต้นการทำงานของ GPS Receiver รวบรวมไว้ในServer ที่ทำการเชื่อมต่อกับจานรับสัญญาณดาวเทียมตลอดเวลาเมื่อ GPS Receiver เริ่มทำงานจะติดต่อกับServer ผ่านทาง Network ข้อมูลเบื้องต้นในการคำนวณต่างๆ จะถูกส่งผ่านNetwork เพื่อเป็นค่าเริ่มต้นในการทำงานทำให้ลดเวลาในการเริ่มต้นให้ลดลงเหลือเพียงไม่ถึง 3 วินาทีในสภาวะสัญญาณอ่อนการทำงาน (ปกติจะอยู่ที่ 15-30 วินาที ในที่ระดับสัญญาณปกติ และ 1 นาทีขึ้นไปในระดับสัญญาณอ่อน)สามารถใช้งาน GPS ได้เมื่ออยู่ในที่อับสัญญาณแต่เนื่องจากต้องติดต่อกับเครื่อข่ายมือถือจึงเสียค่าบริการ Gprs/edge ในการใช้งานครับ 


http://www.bloggang.com/viewblog.php?id=bwon&date=07-02-2008&group=2&gblog=8
http://www.thaimtb.com/cgi-bin/viewkatoo.pl?id=153927
http://www.thaitelecom.com/pub2004/news.php?ID=00011755&Keyword=


credit: teejack

ที่มา: thaidarkside.com

Navigation

[0] Message Index