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.
 |
| 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...)
Continua...
