نظام تحديد المواقع العالمي بمساعدة نظام تحديد المواقع العالمي (GNSS)

نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية المُعزز ( A-GNSS ) هو نظام مُحسّن يُعزز أداء نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية (GNSS) بشكل ملحوظ، أي يُحسّن زمن بدء التشغيل (TTFF) . يعمل نظام A-GNSS من خلال تزويد الجهاز بالبيانات اللازمة عبر شبكة لاسلكية بدلاً من وصلة القمر الصناعي البطيئة، مما يُهيئ جهاز الاستقبال لاستقبال الإشارة. عند تطبيقه على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS )، يُعرف باسم نظام تحديد المواقع العالمي المُعزز ( A-GPS) أو نظام تحديد المواقع العالمي المُعزز (aGPS ). ومن الأسماء المحلية الأخرى A-GANSS لنظام غاليليو و A-Beidou لنظام بيدو.

يُستخدم نظام تحديد المواقع العالمي المساعد (A-GPS) على نطاق واسع مع الهواتف المحمولة المزودة بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، حيث تسارع تطويره بسبب متطلبات لجنة الاتصالات الفيدرالية الأمريكية (FCC) لخدمة الطوارئ 911 ، والتي تنص على إتاحة بيانات موقع الهاتف المحمول لموظفي استقبال مكالمات الطوارئ. ^{[ 1 ]}

يحتاج كل جهاز GPS إلى بيانات مدارية عن الأقمار الصناعية لحساب موقعه. يبلغ معدل نقل بيانات إشارة القمر الصناعي 50 بت/ثانية فقط، لذا فإن تنزيل المعلومات المدارية، مثل جداول المدارات أو التقويم الفلكي، مباشرةً من الأقمار الصناعية يستغرق عادةً وقتًا طويلاً. وإذا فُقدت إشارات الأقمار الصناعية أثناء جمع هذه المعلومات، تُفقد البيانات ويتعين على النظام المستقل البدء من جديد. في ظروف الإشارة الضعيفة للغاية، كما هو الحال في المناطق الحضرية، قد تُظهر إشارات الأقمار الصناعية ظاهرة الانتشار متعدد المسارات ، حيث تتخطى الإشارات المباني، أو تضعفها الظروف الجوية أو أغصان الأشجار. بعض أجهزة الملاحة GPS المستقلة المستخدمة في ظروف سيئة لا تستطيع تحديد الموقع بسبب انقطاع إشارة القمر الصناعي ، ويجب عليها الانتظار حتى تتحسن جودة استقبال الإشارة. قد يحتاج جهاز GPS عادي إلى ما يصل إلى 12.5 دقيقة (وهي المدة اللازمة لتنزيل التقويم الفلكي وجداول المدارات ) لحل المشكلة وتوفير موقع صحيح. ^{[ 2 ]}

في نظام تحديد المواقع العالمي المساعد (A-GPS)، يقوم مشغل الشبكة بنشر خادم A-GPS ، وهو خادم تخزين مؤقت لبيانات نظام تحديد المواقع العالمي. تقوم هذه الخوادم بتنزيل معلومات المدار من القمر الصناعي وتخزينها في قاعدة البيانات. يمكن لأي جهاز يدعم نظام A-GPS الاتصال بهذه الخوادم وتنزيل هذه المعلومات باستخدام تقنيات نقل البيانات اللاسلكية لشبكات الهاتف المحمول مثل GSM و CDMA و WCDMA و LTE ، أو حتى باستخدام تقنيات أخرى مثل Wi-Fi أو LoRa . عادةً ما يكون معدل نقل البيانات لهذه التقنيات مرتفعًا، وبالتالي يستغرق تنزيل معلومات المدار وقتًا أقل. قد يكون استخدام هذا النظام مكلفًا للمستخدم. لأغراض الفوترة، غالبًا ما يحسب مزودو الشبكة هذا الاستخدام كوصول إلى البيانات ، والذي قد يكلف مالًا، حسب التعرفة . ^{[ 3 ]}

بشكل أدق، تعتمد ميزات نظام تحديد المواقع العالمي المساعد (A-GPS) بشكل أساسي على شبكة الإنترنت أو الاتصال بمزود خدمة الإنترنت ( ISP ) (أو نقطة اتصال مركزية، في حالة أجهزة الهاتف المحمول المتصلة بخدمة بيانات مزود شبكة الهاتف المحمول). يعمل الجهاز المحمول المزود بمستقبل راديو أمامي من الطبقة الأولى (L1) فقط ، دون محرك لتحديد المواقع واكتسابها وتتبعها، فقط عند اتصاله بالإنترنت عبر مزود خدمة الإنترنت/نقطة اتصال مركزية، حيث يتم حساب الموقع خارج الجهاز نفسه. ولا يعمل في المناطق التي لا تتوفر فيها تغطية أو اتصال بالإنترنت (أو بالقرب من أبراج محطات الإرسال والاستقبال الأساسية (BTS)، في حالة وجوده ضمن منطقة تغطية خدمة نقطة اتصال مركزية). وبدون هذه الموارد، لا يمكنه الاتصال بخوادم نظام تحديد المواقع العالمي المساعد (A-GPS) التي توفرها عادةً نقاط الاتصال المركزية. من ناحية أخرى، لا يحتاج الجهاز المحمول المزود بشريحة GPS إلى اتصال بيانات لالتقاط بيانات GPS ومعالجتها لتحديد الموقع، لأنه يستقبل البيانات مباشرة من أقمار GPS الصناعية وقادر على حساب الموقع بنفسه. ومع ذلك، يمكن أن يُسهم توفر اتصال البيانات في تحسين أداء شريحة GPS في الجهاز المحمول.

تجمع العديد من الهواتف المحمولة بين نظام تحديد المواقع العالمي المساعد (A-GPS) وخدمات تحديد المواقع الأخرى، بما في ذلك نظام تحديد المواقع عبر شبكة Wi-Fi ونظام تحديد المواقع متعدد المواقع عبر أبراج الخلايا ، وأحيانًا نظام تحديد المواقع الهجين . ^{[ 4 ]}

يُعد نظام تحديد المواقع العالمي عالي الحساسية تقنيةً مساعدةً تعالج بعض هذه المشكلات بطريقة لا تتطلب بنيةً تحتيةً إضافية. مع ذلك، وعلى عكس بعض أنواع نظام تحديد المواقع العالمي المساعد (A-GPS)، لا يستطيع نظام تحديد المواقع العالمي عالي الحساسية تحديد الموقع فورًا عندما يكون جهاز استقبال نظام تحديد المواقع العالمي مُطفأً لفترةٍ من الزمن.

تُعد بروتوكولات A-GPS جزءًا من بروتوكول تحديد المواقع المحدد من قبل هيئتين مختلفتين للتوحيد القياسي، وهما 3GPP و Open Mobile Alliance (OMA) .

بروتوكول مستوى التحكم

تم تحديد هذه البروتوكولات من قبل منظمة 3GPP لأجيال مختلفة من أنظمة الهواتف المحمولة. وهي مُخصصة لشبكات تبديل الدوائر . وقد تم تحديد بروتوكولات تحديد المواقع التالية.

• RRLP – عرّفت منظمة 3GPP بروتوكول RRLP (بروتوكول تحديد موقع موارد الراديو) لدعم بروتوكول تحديد المواقع على شبكات GSM.
• حددت عائلة TIA 801 – CDMA2000 هذا البروتوكول لشبكات CDMA 2000.
• بروتوكول تحديد موقع RRC - حددت منظمة 3GPP هذا البروتوكول كجزء من معيار RRC لشبكة UMTS .
• LPP – بروتوكول تحديد المواقع LPP أو LTE المحدد من قبل 3GPP لشبكات LTE .

بروتوكول مستوى المستخدم

تم تعريف بروتوكول تحديد المواقع الآمن لمستوى المستخدم (SUPL) من قبل OMA لدعم بروتوكولات تحديد المواقع في الشبكات ذات تبديل الحزم . وقد تم تعريف ثلاثة أجيال من هذا البروتوكول، من الإصدار 1.0 إلى الإصدار 3.0.

• تتبع الهاتف المحمول
• تحسين نظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية (GNSS)