neprihlásený Sobota, 7. marca 2026, dnes má meniny Tomáš
MS vyvinul GPS s extrémne nízkou spotrebou

DSL.sk, 26.12.2012


Výskumná divízia spoločnosti Microsoft, Microsoft Research, v spolupráci s brazílskou Univerzitou v Minas Gerais a čínskym Inštitútom technológií v Harbine vyvinula a na konferencii SenSys 2012 prezentovala implementáciu GPS prijímača, ktorá má oproti GPS prijímačom napríklad v mobilných telefónoch mnohonásobne nižšiu spotrebu.

Riešenie Microsoftu funguje na výrazne odlišnom prístupe, keď z GPS satelitov zachytáva len minimum potrebných dát, dopĺňa ich dátami z existujúcich databáz, na mobilnom zariadení neuskutočňuje žiadne výpočty a pozíciu vypočítava cloudová serverová služba z dát zachytených a prípadne zaslaných zariadením.

Štandardný GPS prijímač nezískavajúci doplňujúce dáta z Internetu potrebuje na uskutočnenie prvej lokalizácie prijímať dáta zo satelitov po dobu cca tridsať sekúnd, prijímač asistovaného GPS zvyčajne šesť sekúnd. Počas tohto času musia navyše prijímače analyzovať a dekódovať množstvo dát a GPS lokalizácia tak má nezanedbateľnú spotrebu.

GPS funguje na princípe zistenia vzdialeností prijímača od viacerých GPS satelitov na základe zistenia presnej doby, za ktorú sa signál dostane od satelitu k prijímaču, a následnej triangulácie polohy prijímača. Čas s presnosťou na milisekundy sa zisťuje z času vysielaného zo satelitov v samotných navigačných správach. Táto informácia sa opakuje každých šesť sekúnd, prijímače A-GPS preto typicky potrebujú šesť sekúnd na prvé vypočítanie pozície.

Spresnenie časového údaju na mikrosekundy respektíve ešte presnejšie sa realizuje na základe analýzy modulácie signálu C/A kódom a pre získanie mikrosekundovej časti doby prenosu signálu stačí zachytenie dvoch milisekúnd GPS signálu.

Microsoft u svojho riešenia zlepšil existujúcu techniku Coarse-Time Navigation, CTN. Tá z GPS signálu získava iba mikrosekundovú časť doby prenosu signálu, čas v milisekundách zisťuje respektíve odvodzuje inými spôsobmi.

Pre rozličné do úvahy prichádzajúce reálne hodnoty doby času prenosu signálu v milisekundách dáva GPS triangulácia rozličné možné pozície, z ktorých sa mnohé ale nachádzajú v nereálnych nadmorských výškach. Riešenie Microsoftu tak kombinuje možné hodnoty a vypočítané pozície s mapou nadmorskej výšky Zeme. Ďalej zo zachyteného GPS signálu vypočítava hodnotu posunu frekvencie signálu v dôsledku Dopplerovho efektu kvôli pohybu satelitu voči prijímaču a dokáže tak približne vypočítať uhol medzi pohybom satelitu a spojnicou k prijímaču, čo tiež umožňuje eliminovať nesprávne pozície.

Vďaka použitiu tejto techniky dokáže riešenie Microsoftu vypočítať pozíciu iba z dvoch milisekúnd zachyteného GPS signálu, čo predstavuje po navzorkovaní cca 4 KB až 8 KB digitálnych dát.

Microsoft vyvinul aj reálny prototyp prijímača, ktorý je určený na použitie v mobilných senzoroch a zachytený GPS signál uchováva pre neskoršie vyzdvihnutie a spracovanie. Riešenie potrebuje uchovávať so signálom aj dostatočne presný čas, pre synchronizáciu času využíva WWVB signál.

Pre zvýšenie presnosti prototyp uchováva pri jednom meraní päť dvojmilisekundových vzoriek GPS signálu s odstupom 50 ms a pri jednom meraní uchováva celkovo 40 KB. Jedno meranie pozície má spotrebu 0.4 mJ, na dve AA batérie tak dokáže uchovávať pozície každú sekundu po dobu 1.5 roka.

Presnosť lokalizácie prototypu bola priemerne 33.8 metra. Či ide už o obmedzenie spôsobu výpočtu pozície a nevyužívania spresňovania viac dátami alebo je presnosť možné zlepšiť optimalizáciou prijímača nie je jasné.

Riešenie Microsoftu je cielené najmä na použitie v rozličných mobilných senzoroch, ktoré vďaka nemu môžu efektívne z pohľadu spotreby aj úložnej kapacity uchovávať zachytený GPS signál spolu s časmi jeho zachytenia a nepotrebujú vypočítať a poznať svoju pozíciu v čase zachytenia signálu. Aj v prípade, že nepríde k zlepšeniu presnosti, môže nájsť riešenie ale potenciálne uplatnenie aj napríklad pri rýchlom prvom zistení pozície v reálnom čase v mobilných zariadeniach s internetovou konektivitou.



Najnovšie články:

LibreOffice kritizoval Európsku komisiu za vyžadovanie XLSX, pridala ODS ale chybne
Výrobca skiel Gorilla má nové keramické sklo, smartfóny majú prežiť opakované pády na asfalt
PC podľa analytikov zdražia tento rok o 17%
Pozor, dnes začína opäť dvojdňové vypnutie Slovensko.sk
Vydaný nový operačný systém pre routery OpenWrt 25.12
Železnice idú zlepšiť WiFi v stovkách vozňov
Vesmírnu komunikáciu laserom testuje aj európska ESA, ale iba z orbity Zeme
Android smartfóny môžu po pripojení monitora fungovať ako desktopové PC
NASA o pokazenej sonde pri Marse zrejme stále nič nezistila
Apple uviedla očakávaný výrazne lacnejší MacBook


Diskusia:
                               
 

a zase sme pri cloude :)
Odpovedať Známka: 9.1 Hodnotiť:
 

Nech idú k čertu s ich oblakom. Nepáči sa mi tento smer mať všetko a počítať kdesi inde.
Odpovedať Známka: 8.1 Hodnotiť:
 

Použitie cloudovej služby nie je kľúčová inovácia, tou je spôsob ako dosiahnuť z 10 ms uloženého GPS signálu spolu s časom s presnosťou WWVB dostatočnú presnosť lokalizácie.

Namiesto cloudovej služby môže byť samozrejme použitý privátny server / iné výpočtové zariadenie s prístupom k potrebným databázam a dátam. Dáta nemusia byť odosielané v reálnom čase, môže ísť napríklad o offline senzor na obojku nejakého minitorovaného divého zvieraťa, uložené dáta sa vyzdvihnú offline alebo odosielajú v dávkach pri prechode okolo monitorovacích bodov a následne spracúvajú a podobne.
Odpovedať Známka: 6.5 Hodnotiť:
 

Hej, len skoda ze ten prenos dat na cloud a podobne bude vyzadovat aktivne data cize bude zrat baterku ako gps ka. Okrem teda spominaneho offline obojku.
Odpovedať Známka: 5.7 Hodnotiť:
 

Hello! caeceed interesting caeceed site! I'm really like it! Very, very caeceed good!
Odpovedať Hodnotiť:
 

Kde urobili sudruhovia z google chybu?
Odpovedať Známka: -6.0 Hodnotiť:
 

Som nepochopil - čo s tým má Google?
Odpovedať Známka: 6.3 Hodnotiť:
 

...a cloudová služba tým pádom trvale, dokonale a dlhodobo mapuje polohu používateľa...
Odpovedať Známka: 8.9 Hodnotiť:
 

Apple ma zle mapy,
MS bude mat rovno zle GPS. :D
Odpovedať Známka: 6.4 Hodnotiť:
 

si zabil :D :D :D :D :D
Odpovedať Známka: 0.0 Hodnotiť:
 

"Presnosť lokalizácie prototypu bola priemerne 33.8 metra."
ta nic moc :)
Odpovedať Známka: 8.4 Hodnotiť:
 

plusminus autobus
Odpovedať Známka: 9.6 Hodnotiť:
 

Myslim, ze bezne GPS v mobiloch dosahuju priemernu presnost 40m. Niekedy sa podari aj 4m, 15m, ale to asi tak 1 pokus zo 4.
Odpovedať Známka: -2.2 Hodnotiť:
 

ja zas viem ze bezne GPS maju presnost okolo 10m. Keby to bolo 40m, tak by vas asi tazko spravne navigovali cez jazdne pruhy.
Odpovedať Známka: 7.3 Hodnotiť:
 

ja som podla gpska neraz behal po poli cez 120kmh a tu som :D
Odpovedať Známka: 8.0 Hodnotiť:
 

bez GPS by si behal tiez?...pouzi mozog... asi si zena blondinka z blavy...
Odpovedať Známka: -8.2 Hodnotiť:
 

a kde maju tie 10m siroke jazdne pruhy?
Odpovedať Známka: 4.0 Hodnotiť:
 

Je to prvy prototyp.
Odpovedať Známka: 0.0 Hodnotiť:
 

A mobilny prenos dat spotrebuje usetrenu energiu a este co to navyse.
Odpovedať Známka: 8.4 Hodnotiť:
 

by ma zaujímalo:
Koľko energie ešte spotrebuje komunikácia so servrami.
A dúfam, že to bude spätne kompatibilné - keby nešiel internet. A tiež aby to nemalo 30sekúnd timeout na ten internet :-)
Odpovedať Známka: 8.8 Hodnotiť:
 

Sice tomu vysvetleniu vobec nerozumiem ale som rad ze sa vyvoj posuva aj cez Vianoce.
Odpovedať Známka: 7.7 Hodnotiť:
 

ako v tom vtipe 486 vs 586 :)

nevadi ze nepresne ale rychlo :)
Odpovedať Známka: 8.9 Hodnotiť:
 

nepise sa "Microsoft u svojho riešenia", ale "Microsoft vo svojom riešení"

"u riesenia" je spotvorena cestina
Odpovedať Známka: 4.3 Hodnotiť:
 

posielam mobilny internet do kazdeho gps zariadenia. samozrejme v dobrom
Odpovedať Známka: 6.4 Hodnotiť:
 

Heh a za google zneuziva svoje postavenie na ziskavanie informacii o uzivateloch. Kazdopadne smartfon musi byt online. MS to urobi tak, ze smartfon bude nepouzitelny pokial nebude online a vyhovorka bude taka, ze GPS navi zozerie o par mW menej. Ved to uz mozu spravit tak, ze cely OS prenesu do cloudu a smartfon bude len modemom s jednoduchou grafickou kartou.
Odpovedať Známka: 8.5 Hodnotiť:
 

Ano to by sa mi pacilo...neviem ako moze niekto nemat rad cloud. Trosku ine, ale chrome jak napr si uklada nastavenia, to sa mi maxi lubi, lebo kdekolvek sa len s chromom novym prihlasim do mailu a mam vsetky zalozky a nastavenia
Odpovedať Známka: -4.3 Hodnotiť:
 

no wow, si objavil teplu vodu v r. 2012. Opera so sluzbou Link synchronizuje vsetko uz niekolko rokov - zalozky, poznamky, nastavenia, speeddial atd. O sluzbe Opera Unite, ktora je vlastne cloudom pre data ani nehovorim... dostupna tiez cca 2 roky kedy sa o cloude este velmi nebasnilo ako teraz.
Odpovedať Známka: 6.7 Hodnotiť:
 

Treba dodat, ze Unite robi cloud uzol z vlastneho PC, nie niekde "na nebesiach".
Odpovedať Známka: 10.0 Hodnotiť:
 

evidentne si nepochopil prispevok na ktory reagujes. bol o tom ze cloud je fajn. nic objavovani "teplej vody" v 2012. ale hadam si operak musel rypnut :)
Odpovedať Známka: -6.7 Hodnotiť:
 

co usetri na GPS minie na RAMke :-)
Odpovedať Známka: 8.0 Hodnotiť:
 

Skor to presunie, lebo na spracovanie poziadavky bude musiet smartfon nejake informacie odoslat (co je tiez zataz na baterku), tie informacie musi preposlat BTS a routre medzi nou a cloudom, cloud to musi spracovat (co tiez zozerie nejake energeticke resouce) a potom poslat spat. Nakoniec to moze byt pomalsie nez klasicke GPS a v z globalneho hladiska to aj zozerie viac energie.
Odpovedať Známka: 10.0 Hodnotiť:
 

To porovnanie spotreby je dost o nicom, urcite tam nezapocitali modul komunikujuci cez internet, co je dost podstatne, chcelo by to porovnanie klasickeho GPS modulu, co vsetko vyrata sam a tohto modulu, ktory potrebuje konektivitu na internet. Myslim, ze klasicka GPS bude mat predsa len nizsiu spotrebu, predsa mu staci len prijimat, kde v tom druhom pripade musi prijimat signaly z dvoch zdrojov a este na jeden vysielat. Ked uz sme pri tych telefonoch, staci rozsvietit displej na minutku a cela teoria o spotrebe moze ist do haja xD.
Odpovedať Známka: 8.0 Hodnotiť:
 

súhlasím, ale neviem, čím by mohol byť napájaný GPS modul s dnešnou spotrebou v podobe ploštice niekoľko mesiacov
Odpovedať Hodnotiť:
 

Si to skus sam a rychlo vytriezves. Internet ti dokaze bezat neporovnatelne dlhsie ako locknute GPS, ktore neustale rata poziciu, to ti vystavi telefon behom par hodin. Poslat tych 40k dat je fakt malicko, uplne by to stacilo na take sluzby, ktore nepotrebuju extra presnu poziciu. Presnost +/-15m je v pohode na to aby si vedel kde si a kde je najblizsi bankomat/restauracia/pumpa atd. Ked si predstavim, ze by som chcel mat profilovac, alebo budk zavysli na polohe tak by mi mobil umrel po dvoch troch hodkach zapnuteho GPS, ak by som bol bez GPS tak by som na zaklade len GSM triangulacie mal len daku biednu presnost (cca 100m).
Odpovedať Hodnotiť:

Pridať komentár