Отличие gsm от gps сигнализации

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 19.09.2024

Навигатор не выходит в Интернет по каналу GPS? Ваш коммуникатор показывает, что он в зоне покрытия GSM сетью, а ICQ не работает – нет подключения к сети Интернет? Да мало ли что может случиться со всеми этими сложными устройствами.

Что такое GPS?

GPS - начальные буквы названия глобальной системы определения координат - Global Positioning System.

Что это за система?

Это система, позволяющая с точностью не хуже 100 м определить местоположение объекта, т.е. определить его широту, долготу и высоту над уровнем моря, а также направление и скорость его движения. Кроме того, с помощью GPS можно определить время с точностью до 1 наносекунды.

Из чего состоит GPS?

GPS состоит из совокупности определенного количества искусственных спутников Земли (спутниковой системы NAVSTAR) и наземных станций слежения, объединенных в общую сеть. В качестве абонентского оборудования служат индивидуальные GPS-приемники, способные принимать сигналы со спутников и по принятой информации вычислять свое местоположение.

Что представляет собой спутниковая система NAVSTAR?

В состав спутниковой системы NAVSTAR входят 24 ИСЗ, находящихся на 6 различных круговых орбитах, которые расположены под углом 60 градусов друг к другу. Период обращения одного спутника - 12 часов. Вес каждого спутника около 787 кг, размер более 5 м, включая солнечные батареи. На борту каждого спутника установлены атомные часы, обеспечивающие точность 10-9 сек, вычислительно кодирующее устройство и передатчик мощностью 50 Вт, излучающий на частоте 1575.42 МГц.

Рождением NAVSTAR можно считать февраль 1978 года, когда на орбиту был выведен первый спутник системы. Средний срок службы одного спутника приблизительно 10 лет, поэтому в программу входит постоянное производство и выведение на орбиту новых спутников, на смену использовавшим свой ресурс. Стоимость постройки и запуска 24 спутников - 12 миллиардов долларов.

Какую информацию спутники передают на Землю?

Каждую миллисекунду спутники передают на Землю:

Что такое альманах?

Это информация о том, в каком месте небесной сферы должен находиться каждый спутник в любое момент времени в течение суток, т.е. орбитальные данные всех спутников.

Как происходит определение координат?

GPS-приемник на основании полученной со спутников информации определяет расстояние до каждого спутника, их взаимное расположение и вычисляет свои координаты по законам геометрии. При этом, для определения 2-х координат (широта и долгота) достаточно получить сигналы с трёх спутников, а для определения высоты над уровнем моря - с четырёх.

Как GPS-приемник определяет расстояние до спутников?

Каковы источники погрешности при определении местоположения?

Основным источником было наличие, так называемого, режима "ограниченного доступа". В этом режиме в сигналы спутников Министерством обороны США априорно вводилась погрешность, позволяющая определять местоположение с точностью 30 - 100 м, хотя принципиально точность GPS-системы может достигать нескольких сантиметров. С 1 мая 2000 года режим "ограниченного доступа" был отключён.

Другими источниками погрешности являются неудачная геометрия взаимного расположения спутников, многолучевое распространение радиосигналов (влияние переотраженных радиоволн на приемник), ионосферные и атмосферные задержки сигналов и др.

Что представляет собой GPS-приемник?

Система GPS позволяет определить местоположение в любой точке на суше, на море и в околоземном пространстве. В зависимости от области применения, диапазон которой довольно широк, а также от стоимости, которая может колебаться от сотен до нескольких тысяч долларов, исполнение GPS-приемников также весьма разнообразно. В целом весь спектр моделей можно разделить на четыре большие группы:

Персональные GPS приемники индивидуального применения.

Эти модели отличаются малыми габаритами и широким набором сервисных функций: от базовых навигационных, включая возможность формирования и расчета маршрутов следования, до функции приема и передачи электронной почты.

Автомобильные GPS приемники, которые предназначены для установки в любом наземном транспортном средстве и имеют возможность подключения внешней приемо-передающей аппаратуры для автоматической передачи параметров движения на диспетчерские пункты.

Морские GPS приемники, оснащенные ультразвуковым эхолотом, а также дополнительными сменными картриджами с картографической и гидрографической информацией для конкретных береговых районов.

Авиационные GPS приемники, используемые для пилотирования летательных аппаратов, включая коммерческую авиацию

Существуют ли другие системы определения местоположения?

Да. Отечественной военно-космической промышленностью создана альтернативная спутниковая система ГЛОНАСС. Однако, несмотря на более высокую точность определения местоположения, ее надежность и потребительские характеристики существенно ниже, чем у NAVSTAR, и на сегодняшний день широкого распространения эта система не получила.

Что такое GSM?

История GSM началась в 80-е годы прошлого века, когда страны Европы имели собственные, несовместимые между собой, сети сотовой связи. Собственными сетями были оснащены страны Скандинавии, Великобритания, Франция и Германия. Несовместимость стандартов мешала распространению сотовой телефонии, усложняла жизнь и операторам, и абонентам. Невозможно было, к примеру, осуществлять автоматический роуминг при перемещении из зоны действия одной сети в зону действия другой. И абонентские устройства, сами сотовые телефоны, были далеко не универсальными. Для каждого типа сотовой связи нужно было разрабатывать уникальную аппаратуру.

В сотовой связи стандарта GSM используются радиочастоты 900, 1800 или 1900 МГц (трехдиапазонные телефоны при этом могут использоваться в сетях любого из перечисленных частотных диапазонов). В сравнении с аналоговыми стандартами GSM имеет целый ряд преимуществ. Основные из них – применение маломощных передатчиков в абонентских аппаратах и в базовых станциях. Это удешевляет саму аппаратуру, но не сказывается на качестве связи. Кроме того, передача информации в цифровом виде позволяет легко обеспечить высокую степень конфиденциальности переговоров.

Далее – технология многоканального выравнивания. Дело в том, что в диапазоне 900 МГц и выше радиосигнал легко отражается от стен зданий и других препятствий. В результате телефон получат множество отличающихся по фазе сигналов, из которых выделяет нужный, а остальные игнорирует.

Ещё одна любопытная технология GSM – прерывистая передача. Обратите внимание, как мы говорим по телефону. Скажем слово, пауза, скажем еще одно слово, снова пауза. Так вот, когда мы молчим, телефон отключает передатчик. Как только заговорим – включает. Этот механизм позволяет свести к минимуму энергопотребление сотового телефона. Умная получается машинка!

Все сотовые телефоны в зависимости от мощности встроенных радиопередатчиков подразделяются на несколько классов – от 20 ватт (настоящие монстры!), до 0,8 ватт (большинство популярных моделей). Но обычно, когда базовая станция находится рядом с абонентским устройством (а "соты" GSM в больших городах располагаются достаточно густо, чтобы избежать "мертвых" зон между строениями), полная мощность передатчика телефона для поддержания устойчивой связи не нужна. Для регулировки мощности используется механизм анализа количества ошибок при передаче-приёме. На его основе мощность передатчика базовой станции и телефона понижается до уровня, когда качество связи достаточно стабильно. Этот контроль мощности вещь очень тонкая. Большинство жалоб пользователей на плохое качество связи на его "совести".

Что такое GPRS?

Аббревиатура GPRS расшифровывается как General Packet Radio Service. Это своеобразная надстройка над обычной GSM сотовой сетью, которая позволяет передавать данные на существенно более высоких, чем в обычной GSM сети, скоростях. Если в обычной GSM-сети можно получить максимум 14,4 Кбит/с, то теоретический максимум в GPRS составляет 171,2 Кбит/с при полном использовании. GPRS — это пакетная система передачи данных, функционирующая аналогично с сетью Интернет. Весь поток данных отправителя разбивается на отдельные пакеты и затем доставляется получателю, где пакеты собираются воедино, и совсем необязательно, что все пакеты пойдут одним маршрутом.

Интернет и GPRS объединяет не только пакетная передача данных. При начале GPRS-сессии каждому GPRS терминалу так же, как и в Интернете, присваивается свой уникальный адрес, протокол GPRS прозрачен для TCP/IP, поэтому интеграция GPRS-сети с Интернетом происходит незаметно для конечного пользователя.

Для подключения услуги GPRS необходимо, чтобы было настроено Ваше мобильное устройство, и оператор сотовой связи подключил эту слугу. При этом оплачивается только объем посланной/полученной информации, а не эфирное время. Также можно подключать GPRS устройства подключаются к компьютеру: для ноутбуков - через PCMCIA разъем; для КПК - через Compact Flash слот; для компьютеров - через USB порт.

A-GPS и GPS - это разные навигационные средства, которые используют информацию со спутников для определения своего точного местоположения на Земле.

GPS расшифровывается как Global Positioning System. Устройство GPS связывается с 4 или более спутниками, чтобы определить свои точные координаты местоположения (широту и долготу) в любой точке Земли. Он работает в любую погоду до тех пор, пока устройство находится в прямой видимости от спутников.

A-GPS расшифровывается как Assisted Global Positioning System. Хотя он работает по тем же принципам, что и GPS (поясняется ниже), разница в том, что он получает информацию со спутников, используя сетевые ресурсы, например. мобильная сеть, также называемая вспомогательными серверами.

Сравнительная таблица

Таблица сравнения A-GPS и GPS

A-GPS	GPS
Стенды для	Система глобального позиционирования с поддержкой	спутниковая система навигации
Источник триангуляционной информации	Радиосигналы со спутников и вспомогательных серверов, например сайты сотовой сети мобильной связи	Радиосигналы со спутников GPS
Скорость	Устройства A-GPS определяют координаты местоположения быстрее, потому что они имеют лучшую связь с сотовыми узлами, чем напрямую со спутниками.	Устройствам GPS может потребоваться несколько минут для определения их местоположения, поскольку требуется больше времени для установления связи с 4 спутниками.
Надежность	Местоположение, определенное с помощью A-GPS, немного менее точно, чем GPS	GPS-устройства могут определять координаты местоположения с точностью до 1 метра
Стоимость	Использование устройств A-GPS на постоянной основе стоит денег, поскольку они используют ресурсы мобильной сети.	Устройства GPS напрямую связываются со спутниками бесплатно. После оплаты устройства нет никаких затрат на эксплуатацию.
использование	Мобильные телефоны	Автомобили, самолеты, корабли / катера

Как это работает

Для получения сигнала может потребоваться от 3 секунд до пары минут, в зависимости от местоположения и количества помех. Помехи могут быть вызваны ландшафтом или количеством зданий, листвой, атмосферными неоднородностями и т. Д. Это может привести к отражению сигналов и возникновению нескольких путей.

Теперь, в случае устройства A-GPS, он использует существующие серверы, например, для вышки мобильной сети и баз для получения информации со спутников. Поскольку эти серверы постоянно отправляют и получают информацию, нет никакой задержки в знании точной орбиты и временного местоположения спутников. Другими словами, время на первое исправление намного быстрее, чем у обычного GPS. Кроме того, эти серверы обладают хорошей вычислительной мощностью, поэтому они могут анализировать фрагментарные сигналы, полученные от приемника GPS, и сигналы, полученные непосредственно со спутника, и, таким образом, исправлять ошибку. Затем он сообщит получателю свое точное местоположение.

С другой стороны, устройство A-GPS использует существующие серверы, например. сайты сотовых сетей мобильной связи для получения информации со спутников. Поскольку эти серверы ближе и лучше подключены к мобильным устройствам и постоянно отправляют и получают информацию, нет никакой задержки в знании точной орбиты и временного местоположения спутников. Другими словами, время на первое исправление намного быстрее, чем у обычного GPS. Кроме того, эти серверы обладают хорошей вычислительной мощностью, поэтому они могут анализировать фрагментарные сигналы, полученные от приемника GPS, и сигналы, полученные непосредственно со спутника, и, таким образом, исправлять ошибку. Затем он сообщит получателю свое точное местоположение.

Производительность и стоимость

A-GPS быстрее определяет местоположение, но GPS дает более точную информацию о местоположении. Хотя использование устройств GPS не требует дополнительных затрат, A-GPS требует дополнительных затрат, поскольку использует услуги и ресурсы мобильной сети оператора беспроводной связи. Некоторые модели A-GPS имеют возможность напрямую подключаться к спутникам GPS, если сервер поддержки недоступен или находится вне зоны покрытия сотовой сети, но устройства GPS не могут подключиться к сотовой сети.

Архитектуру сети GSM можно широко разделить на следующие основные области:

Мобильная станция
Подсистема базовой станции
Сетевая и коммутационная подсистема
Подсистема эксплуатации и поддержки.

В настоящее время сети GSM работают в полосах частот 850 МГц, 900 МГц, 1800 МГц и 1900 МГц. Телефоны GSM используют SIM-карту в качестве учетной записи пользователя. Эти SIM-карты могут быть легко переключены с одного телефона GSM на другой телефон GSM, и, таким образом, номер телефона остается неизменным.

GPS расшифровывается как Global Positioning System. Это спутниковая навигационная система, разработанная министерством обороны США. Спутники, используемые для навигации, непрерывно посылают сигналы. Приемник GPS используется для приема сигнала со спутника, и с помощью этого приемника можно рассчитать положение пользователя на земле с высокой точностью. Очень важно учитывать, что приемник GPS сравнивает время передачи сигнала со временем, когда он был получен. Таким образом, он обеспечивает координаты для любой позиции на Земле через спутник.

Он состоит из сети из 24 спутников, которые выведены на орбиту. Самым большим преимуществом использования GPS является то, что он работает в любых погодных условиях. Благодаря параллельной многоканальной конструкции GPS-приемники обладают высокой точностью. Сигнал GPS содержит три разных бита информации - псевдослучайный код, данные эфемерид и данные альманаха.

Сравнение между GSM и GPS:

GSM

GPS

Глобальная система мобильной связи

спутниковая система навигации

Это спецификация инфраструктуры беспроводной сети. Система была разработана Европейским институтом телекоммуникационных стандартов.

Положение объекта определяется с использованием уровня сигнала и триангуляции от базовых станций.

Триангуляция как минимум к трем или четырем из 24 спутников, которые вращаются вокруг Земли.

Точность (в сложном сценарии)

Базовые станции способны предоставлять местоположения в таких областях, как туннель и плотные районы.

Сравнительно сложно в районе, окруженном высокими зданиями.

Международный идентификационный номер мобильного телефона и т. Д. Используются для отслеживания местоположения мобильного телефона.

Цифровые карты и т. Д. Используются для отслеживания местоположения в режиме реального времени.

Тест GSM сигнализаций - "Меточная телематика. Часть 2"

Продолжаем тестирование телематических охранных систем с меточной идентификацией владельца. В этой части статьи мы сравним возможности основных блоков системы, токи потребления, размеры, выходы, комплектацию, возможность и способы программирования и прочие особенности устройств.

Основной блок

2,4 ГГц для блокировки и допол-

с ЖКИ брелоками

2,4ГГц для радиореле

2-х кановый + LIN

1 реле, 8слаботочных "-",1 через

2 силовых ключа (+)

6 универсальных силовых с

Кол-во программируемых сервисных

через сайт или приложение

Цифровой выход для

CAN модули на борту имеют Prizrak и Pandora. Весь наработанный годами интерфейс разработчика и производителя TEC перекочевал в систему Призрак, представлен как 2-х кановый тип. Пандора имеет так же, свою наработку, которая выражена интегрированным 2-х кановым модулем, а так же интерфейсом для шины LIN. Система Супер Агент может работать с несколькими типами CAN модулей, которые не входят в базовый состав комплекта и поставляются опционально с конфигурацией для реализации различных задач - от модуля, предназначенного для работы с одной шиной CAN, до 2-х кановых версий и модели Unican, разработанной специально для коммерческого транспорта с целью получения данных по расходу топлива, пробега, температурных режимов в т.ч. рефрижераторов и прочих данных для отчетов и мониторинга.

Все основные блоки довольно компактные, выделяется из 4-х увеличенным размером лишь Супер Агент, но на то есть объективные причины - встроенный источник питания 9В, встроенный приемник GPS/Глонасс, встроенные 4 силовых реле, (которые можно легко использовать для автозапуска двигателя). Как видно на фотографии, устройство Призрак имеет внешнюю антенну GSM с креплением на основном блоке, но ее опционально можно заменить на удлиненную антенну для установки в менее экранированном месте. GSM антенна у Пандоры, Супер Агента и Автолиса интегрирована в основной блок, но в Пандоре возможно опционально применять выносную антенну, что чаще установщиками и делается для обеспечения лучшего качества связи. У модулей Pandora, Prizrak есть разъем USB для подключения внешнего программатора, для Супер Агента этот разъем не требуется, так как обновления ПО и настройки осуществляются через интернет (облачный сервис).

Потребление

Потребление в телематических системах можно измерить весьма условно. Оно зависит от интенсивности использования системы, наличия сервера (облачного сервиса), возможности активной охраны или наличия контроля канала связи, а так же таких факторов, как условие хранения автомобиля. К примеру при нестабильной работе GSM сети будет проихсодить регулярная перезагрузка модема, либо включения поиска сети, что повлечет дополнительное потребление тока.

Мы измерили потребляемый ток основного блока системы в течении 20 минут после постановки в охрану:

AUTOLIS mobile:

На графиках ниже демонстрируется потребление в режиме "охрана". Мы не вызывали тревожных событий, чтобы не включался на передачу GSM модем, с его работой потребление увеличивается в значительной мере. Состояние покое - это наиболее часто встречающееся поведение, поэтому опираемся именно на эти показатели. GPRS соединений у данной системы не происходит, т.к. на текущий момент она не имеет сервера. Средний ток потребления по Автолису получился 15мА.

AUTOLIS Mobile

Pandora DXL 3910:

Пандора имеет сервер, что подразумевает периодические сессии соединений GPRS. Система имеет современный процессор c ядром Cortex M3, с тактовой частотой 120МГц, который помимо показателей производительности имеет более эффективное распределение по потреблению. Тревог мы не вызывали. По итогам 20-минутного замера у нас получился средний показатель 23мА.

Pandora 3910

PRIZRAK 840:

На текущий момент времени устройство не поддерживает работу с сервером , хотя разработчики обещают выпустить в ближайшем будущем сопровождение в виде "облачного сервиса". Замеры без соединений GPRS , соответственно без контроля канала связи GSM и без тревог, средний ток в режиме "охрана" = 4,25мА

Prizrak 840

Супер Агент:

В отличии от одногруппников, Супер Агент имеет режим активной охраны, т.е. контроль канала связи GSM, который подразумевает периодические GPRS сессии с сервером. Так же, имеет в своем составе GPS приемник. Как раз за счет перечисленного и постоянной работы с "облачным сервисом" показатель потребления в течении 20 минут в режиме "охрана" получился равным 31мА.

Супер Агент

Принцип работы gps и gsm сигнализация

Стремительное развитие технического прогресса не обошло стороной и вопросы охраны автотранспорта. И если еще несколько лет назад системы спутниковой сигнализации были доступны только военным или государственным структурам, сегодня практически в любом автомагазине можно свободно выбрать, подходящую по цене и функциональности GPS/GSM автосигнализацию.

Как работает GPS/GSM автосигнализация?

В салон автомобиля устанавливают электронный блок, в состав которого входят микроконтроллер, gps-модуль и gsm-модуль. Модуль gps обеспечивает связь с глобальной системой позиционирования, которая определяет координаты места нахождения и скорость передвижения автомобиля. Модуль gsm обеспечивает связь с владельцем транспортного средства и оператором пульта охраны (если система подключена к диспетчерскому пульту охранного предприятия). Микроконтроллер обрабатывает информацию, полученную от системы датчиков, и на ее основе включает алгоритм действий, соответствующий программе защиты.

Сайт представляет собой интернет-портал, на который поступает информация от оснащенного системой сигнализации автомобиля в автоматическом режиме. С этого же портала система и забирает настройки для управления транспортным средством. Чтобы дистанционно управлять автомобилем через web-портал, достаточно иметь любое устройство с выходом в интернет – компьютер, ноутбук, айфон, смартфон.

Если автомобиль угонят или поставят на штрафстоянку, его местонахождение можно будет определить, используя функцию gps/gsm-треккера. Практически в любом комплекте спутниковой автосигнализации имеется возможность подключения видеокамер, что позволяет дистанционно вести скрытое видеонаблюдение за салоном автомобиля. Дополнительную защиту обеспечивают цифровые реле. Если злоумышленник обнаружит и выведет из строя блок сигнализации, цифровые реле отключат все основные цепи питания. Активировать их будет уже невозможно, даже если подать питание напрямую. Кроме того эти же реле заблокируют двери специальными штырями.

Большинство современных устройств спутниковой сигнализации поддерживают технологии eCall / ЭРА-Глонасс. Автомобиль, оснащенный таким устройством, может самостоятельно вызвать службу спасения. Эта функция очень актуальна при ДТП, в случае если водитель и пассажиры сами не в состоянии что-либо предпринять. По прогнозам специалистов, установка таких устройств снизит последствия травматизма при ДТП на 14 процентов.

Общая структура системы gps/gsm автосигнализации

Схема работы gps и gsm автосигнализации

Чтобы снимать данные о текущем состоянии автомобиля, контроллер сигнализации подключают к диагностическому разъему или непосредственно к исполнительным механизмам и датчикам – тахометру, генератору, форсункам, датчикам скорости, давления масла и т.д.

Контроллер подключают к исполнительным механизмам и датчикам автомобиля

При всех своих достоинствах и высокой технологичности система gps/gsm сигнализации не лишена и недостатков. Злоумышленники тоже не отстают от прогресса, новейшее оборудование (сканеры, кодграбберы, ретрансляторы, глушилки) иногда позволяет угонщикам обойти электронную систему защиты.

Видео: Угон автомобиля со спутниковой сигнализацией

Способы взлома спутниковой сигнализации и методы защиты

Слабое место gps/gsm сигнализации – это канал связи с сервером и мобильным телефоном владельца. У злоумышленников есть несколько способов нарушить эту связь:

а) Глушение сигнала GSM

Сигнал на мобильный телефон можно заглушить

— Такое нехитрое устройство стоимостью около 120$ может заглушить все 3G/GSM/CDMA-модемы в радиусе от пяти до двадцати метров.

б) Подделка сим-карты (клонирование)
У номера, который использует сигнализация, появляется копия, находящаяся в руках у угонщиков. Если сигнализацию заглушить глушилкой, описанной выше, то второй номер будет доступен и не подаст тревожный сигнал. Если сигнализация проверяется периодическими дозвонами, то дозвон будет посылаться на копию сим-карты и не вызовет тревоги.

Для защиты от глушения сигнала и поддельных сим-карт была разработана функция Jamming Detection. Она предназначена для выявления попыток глушения сигнала. При обнаружении такой попытки сигнализация блокирует автомобиль, включает сирену и записывает в память информацию о том, что ее глушили. Когда связь восстанавливается, эта информация отсылается на сервер и на телефон владельца.

в) Подмена станции оператора связи

Устройство, выдающее себя за станцию оператора сотовой связи, помещается в небольшом чемоданчике. GSM-модем автосигнализации не сможет определить, какая из доступных базовых станций реальная, а какая подделка. В случае взлома он не отправит сигнал тревоги по настоящему каналу.

г) Локализация места установки сигнализации с последующим отключением или выведением из строя

Детектор поля стоимостью 43$ позволяет находить места установки радиопередатчиков, работающих на частоте от 1 МГц до 2.6 ГГц. На дисплей устройства выводится уровень сигнала и частота излучения передатчика.

На случай обнаружения места установки при помощи детектора поля и физической деактивации сигнализации рекомендуется использовать дополнительные gps/gsm-маячки. Такой маячок состоит из gps-приемника, gsm-модема и аккумуляторной батареи. Устройство имеет миниатюрные размеры и легко прячется в скрытых местах автомобиля. Маячок сложно обнаружить визуально и практически невозможно выявить при помощи детектора поля, так как он все время находится в состоянии сна, лишь изредка просыпаясь для регистрации в сети и отправки своих координат на сервер. В случае угона автомобиля, по сигналам от маячков легко можно будет определить его координаты.

Спутниковая gps/gsm – автосигнализация бесспорно обладает большими преимуществами. Даже если автомобиль смогли угнать, она позволит отслеживать его координаты. Задержать угонщиков будет намного проще. Однако для повышения безопасности автомобиля, специалисты рекомендуют использовать спутниковую сигнализацию в комплексе с простыми и надежными механическими противоугонными устройствами.

Читайте также: