- GNSS: все, что нужно знать
- Введение
- Что такое GNSS или глобальная навигационная спутниковая система?
- Как работает глобальная навигационная спутниковая система или GNSS?
- Применение глобальных навигационных спутниковых услуг
- GNSS для навигации
- Что такое WAAS?
- Что такое GBAS или LAAS?
- GNSS для съёмки и геологического картирования
- Применение GNSS в других отраслях
- Датчики инерциальных измерительных устройств или системы INS
- Немного углубимся в детали
- Подытожим
- Способ измерения сигнала сотовой связи на Samsung
- ИНЖЕНЕРНОЕ МЕНЮ
- ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЯ СИГНАЛА 2G (GSM-900, GSM-1800)
- ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЯ СИГНАЛА 3G (UMTS-2100, WCDMA)
- ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЯ СИГНАЛА 4G НА SAMSUNG GALAXY
- Параметры отслеживания сигналов GNSS
GNSS: все, что нужно знать
Введение
Прежде чем мы посмотрим на историю глобальной навигационной спутниковой системы (англ. Global Navigation Satellite System, GNSS, ГНСС; далее как GNSS) или кинематики в реальном времени (RTK или Real Time Kinematic), мы должны рассмотреть исходную технологию, которая положила начало всему этому, известную как спутниковая навигация, ставшая в последствии одной из самых используемых и важных технологий во всем мире. Спутниковая навигационная система (A.K.A. satnav) — это своего рода технология, которая используется для определения местоположения автономных тел, находящихся на поверхности Земли. Для выполнения этой задачи технология спутниковой навигации использует несколько спутников (размещенных в космическом пространстве) для передачи сигнала через канал передатчика и приёмника. Эти сигналы могут использоваться для маркировки местоположения, отслеживания местоположения и многих других целей.
Это базовый обзор системы спутниковой навигации в том виде, в каком мы её знаем, но сегодня мы делаем еще один шаг вперед, чтобы обсудить усовершенствованную систему спутниковой навигации, известную как GNSS. Любая спутниковая навигационная система с возможностью глобального охвата называется глобальной навигационной спутниковой системой или GNSS. Но это ещё не всё. У GNSS есть секретное оружие …
Одна из технологий, на которую часто полагается GNSS, — это кинематика в реальном времени или RTK. Кинематика в реальном времени — это метод глобального спутникового позиционирования, который помогает GNSS повысить достоверность и точность целевых данных. Что касается позиционирования, определения местоположения и максимальной точности, сочетание GNSS с RTK повышает уровень точности, не похожий ни на что другое. RTK усиливает фазовый сигнал, которым обмениваются передатчик и приёмник, обеспечивая, тем самым, точность сантиметрового уровня и корректировку сигнала в реальном времени.
Что такое GNSS или глобальная навигационная спутниковая система?
Глобальные навигационные спутниковые системы были первоначально разработаны ВВС США, тогда технология называлась Global Positioning System или GPS, и её можно было использовать только в вооруженных силах США. Со временем технология GPS стала доступна каждому на этой планете. Теперь, когда каждый смартфон оснащённый GPS находится в лёгком доступе для всех, правительства нескольких стран решили вывести эту технологию на более продвинутый, точный и долгосрочный уровень. Таким образом, появление глобальных навигационных спутниковых систем или GNSS стало официальным явлением для потребителей частного сектора.
В настоящее время, помимо США, ГЛОНАСС России и Галилео Европейского Союза являются двумя основными действующими GNSS, работающими на поверхности нашей планеты. С появлением технологии GNSS начали работать многие вспомогательные технологии, известные как региональные навигационные системы (Regional Navigation Systems). Концепция технологии такая же, как и у GNSS, но охватывает меньше географических областей.
Как работает глобальная навигационная спутниковая система или GNSS?
Спутники GNSS имеют две несущие волны, зафиксированные в диапазоне L, а именно L1 (1575.42 МГц) и L2 (1227.60 МГц). Основное назначение этих двух диапазонов волн — передавать сигналы с подключенного спутника на поверхность земли. Согласно Techopedia, использование технологии L-диапазона может снизить накладные расходы, обеспечивая при этом надёжное соединение, которое менее подвержено прерываниям. Внедрение L-диапазонов при правильном расположении антенн даёт ряд преимуществ для сельскохозяйственных дронов, морских технологий, удаленного мониторинга и многого другого.
С другой стороны, приёмники GNSS, размещённые на поверхности земли, состоят из антенны и блока обработки. Назначение антенны — принимать кодированные сигналы от подключенных спутников, а задача блока обработки — декодировать сигналы в значимую информацию.
Примечание: для определения положения одного приёмника, GNSS должна собирать данные как минимум с трёх отдельных спутников.
Каждый спутник GNSS вращается вокруг Земли с интервалом 11 часов 58 минут и 2 секунды. Информация о времени, передаваемая спутником, передаётся с помощью кодов, с тем чтобы приёмник мог определить временной интервал, в течение которого передавался код.
Сигналы, передаваемые со спутника, содержат кодированные данные, которые помогают приёмникам точно определять его местоположение, а сам приёмник позиционирует себя точно в соответствии с положением спутника.
IC приёмник вычисляет разницу во времени между временем вещания и временем приёма кодированного сигнала. Как только приёмник позиционируется точно относительно спутника, блок обработки переводит местоположение приёмника с точки зрения широты, долготы и высоты. Вот так на основе этой простой концепции, каждая GNSS работает на поверхности этой планеты.
Применение глобальных навигационных спутниковых услуг
Появление технологии GNSS привело к изменению концепции отслеживания местоположения с высокой степенью точности и широким диапазоном охвата. Существует несколько основных вариантов применения GNSS, которые помогли миру увидеть лучшее будущее.
GNSS для навигации
Среди всех других технологий концепция GNSS оказала большое влияние на навигационные технологии. В последнее время GNSS была включена в автомобильную промышленность, теперь почти каждая автомобильная компания интегрирует технологию GNSS в свои модели автомобилей. Интеграция технологии GNSS помогает водителю легко перемещаться по неизвестным маршрутам, чтобы исследовать дороги мира.
Применение GNSS в навигационной системе не ограничивается только автомобилями, так как теперь эта технология широко используется и в самолётах. Предварительное картирование местности и обновление местности в режиме реального времени по GNSS позволяют пилотам избегать столкновений в воздушном сообщении. Более того, GNSS, используемая в кабинах самолётов, также использует такие технологии, как WAAS или GBAS (LAAS), для повышения точности курса.
Что такое WAAS?
По данным Федерального управления гражданской авиации, в отличие от традиционных наземных навигационных средств, система расширения зоны действия (Wide Area Augmentation System или сокр. WAAS) предоставляет навигационные услуги по всей Национальной системе воздушного пространства (National Airspace System или сокр. NAS). WAAS предоставляет дополнительную информацию приёмникам GPS /WAAS для повышения точности и целостности оценок текущего местоположения.
Что такое GBAS или LAAS?
Исторически сложилось так, что Федеральное управление гражданской авиации (Federal Aviation Administration или сокр. FAA) когда-то упоминало то, что мы теперь называем GBAS, LAAS. Согласно веб-сайту Федерального управления гражданской авиации, наземная система дополнения (Ground-Based Augmentation System или сокр. GBAS) — это система, которая обеспечивает дифференциальные поправки и мониторинг целостности глобальных навигационных спутниковых систем (GNSS).
Помимо широкого спектра применения GNSS в автомобилях и самолётах, GNSS также используется для навигации катеров/яхт и кораблей на поверхности воды.
Примечание: на судах также используется функциональный блок GNSS получивший название «Man Overboard/Человек за бортом» или сокр. MOB. Данная функция позволяет экипажу корабля точно отметить местонахождение человека, упавшего за борт.
GNSS для съёмки и геологического картирования
Геодезическая съёмка и геологическое картирование — ещё одно важное применение GNSS. Большинство приёмников GNSS используют данные сигнала, генерируемые на частоте волны L1, для выполнения геологического картирования. Он оснащён точным кварцевым генератором, который помогает волне уменьшить ошибки часов при картировании. Исследователи могут также проводить высокоточные измерения путем расчёта соответствующего смещения между датчиками GNSS.
Например, если активно деформирующаяся область (скажем вулкан) окружена несколькими приёмными станциями, то GNSS может пригодиться для обнаружения любого вида деформации или движения земли.
Применение GNSS в других отраслях
Помимо вышеуказанных вариантов применения GNSS, к числу важных также можно отнести:
- Мобильная спутниковая связь
- Экстренные и точные услуги на основе местоположения
- Улучшение прогноза погоды
- Фотографическое геокодирование
- Маркетинг и многое другое
Датчики инерциальных измерительных устройств или системы INS
Инерциальный измерительный блок (Inertial Measurement Unit или инерционный датчик; сокр. IMU) играет жизненно важную роль в глобальных навигационных спутниковых системах. Как уже говорилось выше, система GNSS собирает сигналы данных по крайней мере от трёх из находящихся на орбите спутников, где каждый сигнал, принимаемый приёмниками, является невероятно точен.
Однако, если сигналу препятствуют какие-либо препятствия, такие как деревья, валуны или здания, сигнал больше не может обеспечивать точное позиционирование. Инерциальный измерительный блок — это своего рода инерционный датчик, который вычисляет вращение и ускорение движущегося тела для определения его положения в пространстве.
Немного углубимся в детали
IMU состоит из 6 дополнительных датчиков, расположенных по трём другим ортогональным осям, где каждая из которых также состоит из акселерометра и гироскопа. Задача акселерометра — измерять линейное ускорение движущегося тела, в то время как гироскоп измеряет ускорение вращения. Таким образом, вычисляя значения этих двух сенсоров, система может легко определить точное местоположение движущегося тела.
В тандеме GNSS и IMU предоставляют конечным пользователям более мощные и точные навигационные решения.
Подытожим
Благодаря последним технологическим достижениям, многие концепции и технологии существенно изменили игровое поле для робототехники, спутниковой связи и навигации в том виде, в каком мы их знаем. Глобальная навигационная спутниковая система является ключевым игроком среди инновационных технологий, которые улучшили повседневную жизнь, какой мы знаем её сегодня. Более того, RTK обеспечивает GNSS сантиметровым уровнем точности с возможностью корректировки сигнала в режиме реального времени. Совместное использование GNSS и RTK обеспечивает максимальную точность и высочайшее качество отслеживания, которое вам необходимо. В конце концов, GNSS и RTK составляют самую мощную комбинацию на рынке сегодня.
В этом обзоре мы разобрали все возможные области, касающиеся GNSS, и подробно обсудили её концепции, принципы работы и применение. Надеемся, что представленный материал в полной мере проинформировал вас о технологии GNSS, просветил и вдохновил к достижению поставленных целей. Благодарим за внимание.
Источник
Способ измерения сигнала сотовой связи на Samsung
Измерение уровня сигнала сотовой сети на телефоне зачастую требуется для точной диагностики проблем, из-за которых наблюдается прерывание звонков, «выпадание» телефона из сети, плохая слышимость и другие подобные. Не всегда причиной является недостаточный уровень сигнала, именно поэтому прежде чем усиливать сигнал, нужно определить его уровень и частотный диапазон, в котором работает ближайшая базовая станция.
ИНЖЕНЕРНОЕ МЕНЮ
Отключите wi-fi, наберите на телефоне код * # 0011#.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЯ СИГНАЛА 2G (GSM-900, GSM-1800)
После ввода кода вы увидите сводную информацию в сервисном режиме.
- Знак «Е» — 2G сигнал;
- 2G-BASIC Info — 2G сигнал;
- DCS1800 – GSM-1800 (частотный диапазон);
- BCCH arfcn: 538 – Номер активного канала GSM-1800;
- Lvl: -55 – Уровень сигнала GSM в дБм;
- Tx_Pwr_Lvl: 7 – Уровень сигнала на передачу (чем это значение меньше тем сигнал больше).
- NB_AMR – адаптивный звуковой кодек.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЯ СИГНАЛА 3G (UMTS-2100, WCDMA)
Если ваш телефон работает в режиме 3G, то вы увидите следующее:
- Знак «H» — 3G сигнал;
- uarfcn: 3036 – Номер канала UMTS-900;
- Ec/Lo: -14 – Соотношение принятый/отраженный сигнал (Должно быть больше -10. Например, Ec/Lo: -5 — это хорошо.);
- RSCP_CPICH: -70 – Уровень приходящего сигнала активного канала;
- CELL_DCH RSSI/TX: -56/-17 – Суммарный сигнал по каналам от БС (дБм) / сигнал на передачу от абонента (дБм)
- WCDMA (900) – 3G сигнал в стандарте UMTS-900;
- NB_AMR – адаптивный звуковой кодек.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЯ СИГНАЛА 4G НА SAMSUNG GALAXY
- Знак «4G» — 4G сигнал (LTE);
- LTE-BASIC Info — 4G сигнал (LTE);
- Band:7 – Номер частотного диапазона: 2,6 ГГц.
- RSRP: -77 – Сигнал (дБм) от активной БС (средний по каналам) ≥ -125 дБм.
- RSRQ: -8 – Качество сигнала (дБ) от активной БС (чем больше, тем лучше)
- RSSI: -59 – Общий сигнал от активной БС (дБм);
- SINR: 19 – сигнал/шум ≥0;
- Tx_Pwr_Lvl: 9 – Уровень сигнала на передачу (чем это значение меньше тем сигнал больше).
- NB_AMR – адаптивный звуковой кодек.
* — Абсолютный радиочастотный диапазон значений.
** — FDD (Frequency Division Duplex) использует частотное разделение каналов DL / UL, что делает возможным усиление этого сигнала активным усилителем (репитером).
*** — TDD (Time Division Duplex) использует временное разделение каналов DL / UL, что делает невозможным усиление этого сигнала активным усилителем (репитером).
Источник
Параметры отслеживания сигналов GNSS
Для использования наблюдений GNSS спутников различных созвездий при съемке в реальном времени или с постобработкой, необходимо включить одинаковое отслеживание каждого типа принимаемых сигналов на экранах Подвижный приемник и Базовая станция . При съемке в режиме реального времени отслеживаемые сигналы передаются в потоке RTK данных. При съемке с постобработкой, отслеживаемые сигналы сохраняются для дальнейшей обработки.
- Сигналы GNSS, принимаемые на подвижном приемнике, должны также приниматься на базовом приемнике.
- Если вы включаете функцию отслеживания спутниковых сигналов, не отслеживаемых базовой станцией или не содержащихся в RTK сообщениях, получаемых с базовой станции, эти сигналы не будут использоваться для RTK решения на подвижном приемнике.
- Для экономии заряда аккумулятора приемника включайте отслеживание только тех сигналов, которые принимаются на базовой станции и которые вы намереваетесь использовать.
- GNSS съемка с использованием встроенного ПО до версии 6.00 должна содержать наблюдения GPS или BeiDou. Если вы отключаете GPS при GNSS съемке, отслеживание сигналов BeiDou включается автоматически.
При съемке в реальном времени, флажок GPS появляется только если в поле Формат поправок выбрано:
- RTCM RTK
- Multistation RTCM
- Формат CMRx
Чтобы отключить использование сигналов GPS для этих съемок, выключите флажок GPS . Если сигналы GPS отключены, автоматически включается отслеживание сигналов BeiDou, поскольку съемочные данные обязательно должны включать данные GPS или BeiDou.
Если вы отключите GPS на подвижном приемнике для RTK, вы по-прежнему сможете использовать форматы передачи CMRx или RTCM v3.2 MSM. Отключение GPS на базовом приемнике вы можете произвести только для формата передачи RTCM v3.2 MSM. Для поправок CMRx, транслируемых с базовой станции, GPS на базовой станции должен быть включен, даже если GPS будет отключен на всех подвижных приемниках, использующих CMRx с этой базовой станции.
Для прочих типов съемки в реальном времени, поле GPS доступно только для чтения.
При съемке с постобработкой, флажок GPS доступен всегда.
Для съемки в режиме реального времени, при которой базовые данные содержат наблюдения гражданского сигнала L2, включите флажок GPS L2C .
Параметр Использовать L2e доступен только для чтения.
Флажок L5 доступен только тогда, когда в качестве Формата поправок установлен формат CMRx, или RTCM RTK 3.2 (MSM).
Флажок ГЛОНАСС доступен всегда.
При съемке в реальном времени вы можете использовать отслеживание спутников ГЛОНАСС на подвижном приемнике, даже если базовый приемник не отслеживает ГЛОНАСС. Однако эти спутники не будут использоваться при RTK обработке.
Флажок Galileo отображается только если включено отслеживание сигналов GPS.
При съемке в реальном времени, флажок Galileo появляется только если включено отслеживание сигналов GPS и в поле Формат поправок выбрано:
При съемке с записью данных (Быстрая статика, PPK, RTK с записью), флажок Galileo доступен только если в поле Сбор данных в установлено значение Приемник .
Если вы включили отслеживание сигналов Galileo, учтите, что сигналы экспериментальных спутников будут использованы в решении только если спутники полностью работоспособны.
При съемке в реальном времени, флажок QZSS появляется только если включено отслеживание сигналов GPS и в поле Формат поправок выбрано:
Для перехода к позиционированию QZSS SBAS при потере радиосвязи во время RTK-съемки выберите значение «SBAS» в поле «Спутники дифференциальные» и выберите опцию «QZSS» . Флажок QZSS отображается только в том случае, когда в качестве Формата поправок установлено CMRx .
При съемке с записью данных (Быстрая статика, PPK, RTK с записью), флажок QZSS доступен только если в поле Сбор данных в установлено значение Приемник .
При съемке в реальном времени, флажок BeiDou появляется только если в поле Формат поправок выбрано:
При съемке с записью данных (Быстрая статика, PPK, RTK с записью), флажок BeiDou доступен только если в поле Сбор данных в установлено значение Приемник .
Когда во время дифференциальной съемки с использованием SBAS включено отслеживание сигналов BeiDou, спутники BeiDou используются для коррекции решения, если их поправки доступны.
При съемке в режиме Быстрая статика, если базовый и подвижные приемники могут отслеживать сигналы IRNSS/NavIC, включите флажок NavIC.
Данные NavIC могут быть только сохранены в приемнике. Поскольку спутники NavIC отслеживаются только на частоте L5, они не включаются в таймеры съемки точки, предназначенные для двухчастотных данных.
Включите флажок xFill на экране Подвижный приемник , чтобы продолжать съемку при временном прекращении приема базовых данных продолжительностью до 5 минут. Для использования этой функции необходимо, чтобы GNSS приемник поддерживал xFill. xFill будет недоступен, если в поле Спутники дифференциальные выбрано OmniSTAR в качестве резервного варианта. См. Использование xFill для устранения пропуска данных.
Источник