Pourquoi n'utilisent-ils pas des tours cellulaires comme les satellites GPS?

30

Si ma compréhension est correcte, un satellite GPS produit un signal assez simple qui est essentiellement composé de son emplacement et de son heure. Étant donné 4 de ces signaux, on peut alors résoudre uniquement la position X, Y, Z (et en tant que sous-produit, le temps) de l'unité GPS portable.

Pourquoi n'utilisons-nous pas des tours cellulaires comme nous utilisons des satellites GPS?

Il est beaucoup plus facile de dire la position d'une tour cellulaire qu'un satellite (ils ne bougent pas). Et ils peuvent recevoir des horloges atomiques tout comme les satellites GPS. Nous aurions alors plus de redondance, plus de disponibilité et plus de précision dans la détermination de l'emplacement.

Remarque: Je sais que le service E911 utilise une tour cellulaire pour trianguler la position des téléphones cellulaires, mais cette technologie est basée sur la mesure de la force du signal de la tour et n'est donc nulle part aussi précise que le GPS.

gps assisted-gps John Berryman
la source
1
vous ne pouvez accrocher autant sur une seule tour, et les fournisseurs ne voudraient pas abandonner la bande passante existante pour la communication. Coût
Brad Nesom
Que diriez-vous du simple fait de la couverture, obtenir une couverture mondiale est beaucoup plus facile avec des satellites qu'avec des tours.
r_ahlskog

Réponses:

27

Les tours cellulaires ne couvrent pas le globe ou les régions éloignées / rurales, contrairement à Global Positioning System - mais dans les zones urbaines denses, la triangulation des cellules peut être meilleure que le GPS.

http://en.wikipedia.org/wiki/GSM_localization#Network-based

Les horloges atomiques sont chères à fabriquer . Un récepteur GPS fonctionne en mesurant le retard relatif des signaux d'un minimum de trois, mais généralement plus de satellites GPS, chacun ayant trois ou quatre horloges atomiques à césium ou rubidium embarquées

http://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_clock

Mapperz
la source
8
+1 Bon point sur le prix. Une horloge atomique bon marché coûte 50K $ ( clocktypes.com/buy_atomic_clocks.html ) et une tour de cellule coûte 75K $ à 200K $ ( squidoo.com/build-a-cell-tower ), donc trois horloges coûteraient généralement plus cher que la tour lui-même. Étant donné que la géolocalisation est un objectif accessoire de la transmission cellulaire, une telle augmentation des coûts serait difficile à justifier. Je soupçonne également que les corrections de signaux pour une transmission proche du sol seraient plus difficiles à effectuer que les corrections satellites.
whuber
1
@Mapperz Point intéressant sur le prix que j'avais négligé. (... ce qui est dommage. Je pensais que ma prochaine montre de poche allait être une "Super Cool Cesium-133".) Cependant, contournons cela en ayant les tours réestimer constamment leur temps en fonction de leur connexion au GPS. Ils ne seraient pas aussi précis, mais ils seraient suffisamment précis pour fournir plus d'informations.
John Berryman
@John Berryman - comme Brad Nesom mentionne les coûts de la bande passante - Les tours cellulaires atteignent leurs limites avec les demandes de «transfert de données» - Avez-vous déjà eu le «réseau occupé»? la réestimation entraînera encore plus cette occurrence.
Mapperz
1
Cela me rappelle un commentaire qu'un collègue a fait (paraphrasé): nous pouvons tout faire, avec un temps et un financement illimités .
Jaime Soto
@John Berryman Brilliant idea! Il ne faudrait pas beaucoup de traitement ou de bande passante pour obtenir et retransmettre des temps (les coller dans l'espace mort dans les en-têtes de paquets ou ailleurs). Mais je me demande maintenant comment ces informations temporelles fonctionneraient. N'est-il pas nécessaire d'être précis (et cohérent avec les autres signaux) à environ une nanoseconde? Le retraitement et le conditionnement numériques pour la transmission ne prendraient-ils pas bien plus que cela et seraient-ils sujets à des microsecondes de variation? Peut-être qu'un temps d'horloge retransmis n'améliorerait pas vraiment la triangulation que nous pouvons déjà faire aujourd'hui ...
whuber
6

Je dirais que cela est dû au coût. Le marché des télécommunications mobiles est très acharné et tous les fournisseurs de services, fabricants et fournisseurs de logiciels subissent généralement des pertes sur les ventes de combinés, de préférence pour les plans de paiement mensuel basés sur un plan. Pour cette raison, les frais généraux liés à la mise à niveau des tours et de la conception des combinés pour inclure le matériel et les logiciels requis sont prohibitifs jusqu'à ce que nous, les consommateurs, le demandions.

En disant que ces systèmes de positionnement localisé sont utilisés, ici en Australie, le port de Whyalla utilise une idée similaire en utilisant des récepteurs radio à des points de localisation connus et là, par les changements de longueur d'onde, peut être utilisé pour attribuer la distance.

Pourrait fonctionner mais peu probable avec l'infrastructure actuelle.

CDBrown
la source
5

Il y a cependant quelque chose en usage qui lui ressemble. Cela s'appelle LORAN (LOng RAnge Navigation). Il s'agit d'un système de radionavigation terrestre utilisant des émetteurs radio basse fréquence en déploiement multiple (multilatération) pour déterminer l'emplacement et la vitesse du récepteur. Il est tombé en disgrâce quand le GPS a été largement adopté. Il vit toujours sous le nom d'eLORAN (LORAN amélioré) et est censé être une sauvegarde du GPS . Son avenir est cependant incertain .

RK
la source
4

Bien que ce ne soit pas une réponse directe à la question, les tours cellulaires sont déjà utilisées pour améliorer le GPS collecté sur le terrain.

Google recherche les réseaux GPS-RTK et vous découvrirez comment les gens utilisent cette technologie.

Essentiellement, vous avez une communication entre un mobile GPS et une station de base GPS avec le téléphone portable comme intermédiaire.

Avec le bon équipement GPS, le résultat peut être une précision centimétrique en temps réel, de qualité topographique.

PolyGeo
la source
3

Eh bien, ils sont en fait utilisés pour la géolocalisation (principalement pour les appels au 911 et la surveillance de l'application des lois / du renseignement):

Mais pour les raisons énumérées dans les réponses des autres, ce n'est vraiment pas un remplacement pour le GPS, mais plutôt un hack que les fédéraux peuvent utiliser lorsqu'ils ont besoin de traquer quelqu'un qu'ils n'aiment pas et ne peuvent pas placer un appareil GPS sur leur véhicule .

J. Taylor
la source
2

Il y a beaucoup plus de surfaces et d'obstacles radio-réfléchissants au niveau du sol. Le même signal va être réfléchi par différentes surfaces et reçu avec des retards différents. Je soupçonne que le signal GPS n'est pas conçu pour gérer aussi bien la propagation multivoies.

jkj
la source
1
Oui, mais c'est quand même un problème avec le GPS. Si vous essayez d'utiliser GSP dans un canyon urbain, vous ne pouvez pas obtenir un bon correctif sur l'emplacement en raison de la propagation multi-chemins.
John Berryman
2

Les technologies GPS assistées utilisées pour l'E911 utilisent des techniques similaires au GPS pour déterminer la position. Des techniques telles que la trilatération avancée de la liaison directe et la différence de temps de l'observateur amélioré utilisent la synchronisation des signaux provenant des tours de cellules pour calculer des positions plus précises que les simples estimations de la force du signal. Une précision d'environ 50 m à 200 m est possible.

Mark Goddard
la source