Con questo termine si indicano però una serie di tecnologie diverse, motivo per cui si rischia di creare confusione.
Per capire come A-GPS influisce sulle prestazioni del ricevitore, una piccola introduzione su come il ricevitore determina la posizione (in gergo "fa il fix").
Per effettuare il fix, il ricevitore deve acquisire il segnale dai satelliti e poi decodificarne il messaggio di navigazione (che contiene almanacco, effemeridi ecc...). Una volta che il ricevitore ha segnale da un numero sufficiente di satelliti (almeno 4) e le effemeridi di ognuno, è in grado di calcolare la propria posizione.
L'acquisizione del segnale è un processo oneroso, che viene aiutato se il ricevitore dispone di tempo e posizioni note (entro una certa approssimazione) e dell'almanacco. In questo caso il ricevitore può determinare quali satelliti privilegiare nella ricerca, evitando di cercare satelliti al di sotto dell'orizzonte (evitando quindi di sprecare tempo inutilmente).
Anche la decodifica del messaggio di navigazione è onerosa. Richiede che il segnale sia stabile e sufficientemente forte da evitare errori di trasmissione per un tempo di 25-30 secondi circa in buone condizioni. In certi casi, la decodifica del messaggio di navigazione diventa l'ostacolo principale che non permette al ricevitore di effettuare il fix, motivo per cui il maggior beneficio dell'A-GPS è proprio la possibilità di avere i dati di effemeridi dei satelliti quasi istantaneamente. In condizioni di segnale particolarmente degradato infatti, è possibile ricevere il segnale dai satelliti, ma non riuscire a decodificarne il messaggio di navigazione.
I benefici dati dalla possibilità di avere posizione e tempo approssimati invece è marginale, grazie alla grande efficienza raggiunta dai moderni ricevitori nella ricerca/acquisizione del segnale.
A-GPS comporta quindi notevoli benefici in termini di TTFF (Time To First Fix - tempo necessario per effettuare il primo calcolo di posizione valido), ma anche in termini di accuratezza perché permette di acquisire e utilizzare un maggior numero di satelliti nella soluzione.
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| Schema di A-GPS su terminali mobili (fonte Wikipedia) |
(1) A-GPS "online" MSB, dove i dati di assistenza vengono prelevati dalla rete e forniti al ricevitore GPS.
(1a)A-GPS "online" MSA, con calcolo sul server, dove i dati di assistenza vengo prelevati dalla rete e forniti al ricevitore GPS. Il ricevitore non calcola la posizione, ma re-invia le informazioni del segnale dei satelliti al server che calcola la posizione e la re-invia al terminale.
Vengono definite A-GPS anche le modalità seguenti:
(2) A-GPS "offline", dove il ricevitore è in grado di generare autonomamente i dati di assistenza.
(3) A-GPS "misto". In questo caso, dei dati sono scaricati dalla rete, ma possono durare per diverso tempo anche quando il ricevitore è offline.
Analizziamole in dettaglio
Quelle che abbiamo definito A-GPS online (1 e 1a) trova ottima applicazione negli smartphones, in quanto tali apparecchiature sono già naturalmente connesse alla rete cellulare (La connessione dati può avvenire attraverso connessione dati GPRS/UMTS oppure anche attraverso Wi-Fi).
Nella modalità MSB (Mobile Station Based) il terminale è in grado di acquisire da server effemeridi, almanacco, tempo e posizione e sfruttarle per la ricezione GPS.
In caso di assenza di connessione, il terminale resta in grado di calcolare la propria posizione funzionando come un normale GPS autonomo.
Quasi tutti gli smartphone moderni funzionano in questo modo.
Nella modalità MSA ( Mobile Station Assisted) il server fornisce al terminale i dati di assistenza, attraverso i quali vengono acquisiti i segnali dai satelliti.
Tali segnali vengono "fotografati" e inviati in pacchetti al server che calcola la posizione e la reinvia al terminale.
In caso di assenza di connessione, il terminale non è in grado di funzionare in modo autonomo come un normale GPS. Non è possibile quindi calcolare la posizione in assenza di connessione dati.
A-GPS offline (2) è ottimale in caso di dispositivo non connesso alla rete, ma di utilizzo frequente.
Con questo tipo di A-GPS, il ricevitore effettua dei calcoli attraverso i quali è in grado di generare predizioni delle effemeridi dei satelliti estendendone la validità da poche ore fino a diversi giorni (tipicamente 3-5 giorni). Per effettuare questi calcoli però il ricevitore ha bisogno di tempo e di scaricare comunque delle effemeridi dai satelliti almeno una volta, dalle quali effettuerà la propagazione. Se il ricevitore vene usato frequentemente quindi, avremo i dati propagati sempre pronti all'uso all'accensione del dispositivo.
Se invece teniamo spento per diversi giorni il ricevitore, i dati propagati non saranno disponibili. Esso dovrà riscaricarsi i dati dai satelliti e quindi non godrà dei benefici di A-GPS (funzionerà come normale GPS).
Questa modalità ha il vantaggio di non richiedere connessione dati, ma ha un alto costo computazionale dovuto alla complessità dei calcoli per estendere le effemeridi.
Questa modalità ha il vantaggio di non richiedere connessione dati, ma ha un alto costo computazionale dovuto alla complessità dei calcoli per estendere le effemeridi.
Questa modalità è molto utilizzata nei navigatori e i produttori la indicano con diversi nomi.
Garmin ad esempio la chiama HotFix (esempio nüvi® 245 )
Questo tipo di A-GPS viene a volte indicato Self Assisted Extended Ephemeris.
Nella modalità A-GPS mista (3) invece, un file viene scaricato da un server attraverso la connessione dati, contiene informazioni per le effemeridi per diversi giorni senza la necessità di scaricarle dai satelliti (tipicamente 7 giorni).
In questo modo anche un ricevitore spento per diversi giorni è in grado di avere le effemeridi sempre pronte, con una singola connessione dati.
E' utile con certi navigatori/ricevitori che vengono collegati al PC saltuariamente.
Alla scadenza dei 7 giorni (tipicamente) il ricevitore funziona come un normale GPS.
Questa funzionalità è implementata (ad esempio) in alcuni GPS-logger come il Transystem 747A+, indicandola genericamente come A-GPS.
Questo tipo di A-GPS viene a volte indicato con il nome di Extended Ephemeris.
I chipset CSR (ex-SiRF) supportano queste ultime due modalità raggruppandole sotto il nome di Instafix2 .
u-blox invece li supporta sotto il nome di AssistNow (Assist Now online per la modalità mista (3) e AssistNow Autonomous per A-GPS offline (2))
Nulla vieta ovviamente che vari dispositivi possano implementare varie modalità di GPS assistito e sfruttare quella che in quel momento risulti la più vantaggiosa.
La naturale evoluzione di A-GPS è A-GNSS, estendendo il supporto alle costellazioni alternative al GPS (Galileo, Glonass ecc...)
Questa è di gran lunga la spiegazione migliore disponibile sul Web di come funzioni nel dettaglio il sistema A-GPS! Grazie.
RispondiEliminaGrazie Them!
RispondiEliminaOttima spiegazione!
RispondiEliminaGrazie
Salve a tutti! Innanzitutto complimenti per l'ottimo articolo. Avrei delle domande da porgervi. Ho intenzione di comprare un localizzatore gps (di quelli con una scheda sim da inserire all'interno che a richiesta con un sms tramite cellulare rispondono con un altro sms con le coordinate della sua posizione) da mettere nascosto nel motorino in modo tale che in caso di furto riesca a trovarlo (si spera).
RispondiEliminaLeggendo qua e la ho notato che per questi apparecchietti è meglio prendere quelli con assisted-gps in quanto quelli non dotati di questo assisted data la forma compatta dell'aggeggio se il cielo è un po' nuvoloso o se ci si trova in città tra dei alti palazzi non riescono a rilevare i satelliti e quindi la posizione dell'apparecchio stesso e se riescono a farlo ci mettono molto tempo (soprattutto per la prima rilevazione della posizione). Detto questo vorrei sapere:
1) Conviene prendere modelli con assisted-gps per avere un calcolo veloce della posizione da parte dell'apparecchio o solo il gps basta in quanto hanno lo stesso un'ottima ricezione (anche in presenza di alti palazzi o cielo nuvoloso) senza aver bisogno appunto della rete mobile come supporto?
2) Nei modelli con l'a-gps la rete gsm/gprs per il calcolo della posizione basta come supporto a calcolare in maniera veloce le coordinate della posizione o è meglio prendere modelli che supportano reti 3g per avere un calcolo effettivamente più veloce?
3) Se la rete gsm/gprs per il calcolo della posizione in questi apparecchi bastasse e quindi opterò per l'acquisto di un apparecchio con questa opzione devo comprare una scheda solo gsm/gprs che nn so se producono ancora oppure una normale scheda wind ad esempio va bene?
4) In questi apparecchi bisogna aggiornare manualmente delle mappe come quelle dei satelliti ad esempio o fanno tutto in maniera autonomatica?
5) Avete qualche modello da consigliarmi anche sulla base delle vostre esperienze? Vorrei mantenermi su una fascia di prezzo che non superi i 150 euro
6) I modelli riportati qui sotto tramite link in cui sono riportate anche le relative schede tecniche possono andare bene? Funzionano discretamente? Se si quale secondo voi tra questi è il migliore per un calcolo veloce e abbastanza accurato della posizione? Mi fareste una classifica?
- Localizzatore A-gps con supporto reti 3g:
http://secure007.it/home/15-gps-tracker-x03-b-moto-bici-bici-elettrica-telecomando.html?search_query=gps+&results=21
- Localizzatore A-gps senza supporto reti 3g ma solo gsm/gprs:
http://secure007.it/home/30-xt-pro-1224-gps-tracker-alarm-da-12v-a-24v.html?search_query=gps+&results=21
http://secure007.it/home/19--gps-tracker-xt-pro-22-bici.html?search_query=gps+&results=21
- Localizzatore gps senza assisted gps
http://secure007.it/home/8-tk106-pro-black-label-2014.html?search_query=gps+&results=21
Credo a questo punto di essere stato abbastanza fastidioso.. ringrazio tutti per una eventuale risposta :)
Buongiorno.
RispondiEliminaAndiamo con ordine
1) Io andrei su un modello A-GPS per avere prestazioni migliori (se il prezzo non è troppo diverso e stai nel budget)
2) Le due versioni di A-GPS differiscono minimamente (su rete 2g o 3g con leggero vantaggio per il 3 - ma non te ne accorgeresti). Io penserei a prendere il 3G per avere un prodotto più nuovo e che duri un po' di più in futuro.
3)Devi usare una sim che abbia un rete compatibili con il 2g - nel caso optassi per quel modello. Wind dovrebbe andare bene, ad esempio non andrebbe bene 3
4) No, non hanno mappe. Sono solo localizzatori.
5) Non ho molta esperienza con tali apparecchi. Da quelli che hai linkato, preferirei la vdersione con u-Blox piuttosto che SiRFIII (ottimo ricevitore, ma preistorico ormai...)
XT-PRO 1224 mi sembra un buon prodotto per le funzioni antifurto.
6) Classifica no :)
Ma come ho detto privilegia u-blox rispetto a SiRFIII.
E possibilmente 3G
Spero di averti aiutato, se hai altre domande non esitare.
Si mi sei stato molto di aiuto. Disponibile e competente! Grazie tante.
EliminaVeramente un ottima spiegazione. Vista la larga diffusione degli orologi con GPS tra gli sportivi, sarebbe interessante un approfondimento su questi: quali hanno l'A-GPS offline e quali la A-GPS mista...
RispondiEliminaLa tecnologia A-GPS da quel che ho letto è utile per velocizzare il fix, ma può influire anche sulla "precisione" del rilevamento della posizione?
Ciao, purtroppo ho guardato un po' in giro e generalmente per gli orologi GPS le informazioni non sono facilmente reperibili. Dalle schede informative non ci sono descrizioni così dettagliate che indichino il supporto ai vari tipi di A-GPS.
EliminaPer rispondere alla domanda: si, l'A-GPS influisce anche sulla sulla precisione perchè permette di avere più satelliti utilizzabili per il fix quando il ricevitore è stato acceso da poco tempo. Poi, dopo un po' di tempo (es: da pochi minuti a molti minuti - dipende dalle condizioni), il numero di satelliti tenderà a diventare lo stesso e quindi la precisione a essere all'incirca la stessa.