AGPS vs GPS

[mxgxw]

Abro este tema para aclarar algunas dudas entre ambos sistemas.

¿Por qué? Muchos dispositivos electrónicos utilizan AGPS y piensan que la posición que marca es completamente confiable, cuando muchas veces no es así, este tema es un FAQ rápido para entender el funcionamiento del GPS, sus limitantes y diferencias con el AGPS.

¿Qué es el GPS?

El GPS es el sistema de posicionamiento global desarrollado por la armada y la fuerza naval de los estados unidos. Que en los últimos años ha tomado auge en dispositivos electrónicos de consumidor.

¿Cómo funciona?

Para explicarlo facil: Existe un conjunto de satélites orbitando el globo que están enviando continuamente señales a la tierra que son "escuchadas" por el receptor de GPS. El receptor utiliza estas señales para calcular su posición sobre la tierra. Se necesita la señal de al menos 4 satélites para poder obtener una ubicación.

En ningún momento el receptor envía señales de regreso al satélite.

¿Que limitaciones tiene?

• No funciona en interiores
• En equipo de consumo muchas veces no funciona cuando esta nublado o cuando hay muchos árboles o edificios
• Si el GPS no se utiliza seguido en el teléfono tarda bastante en "fijar" los satélites.

¿Que significa "fijar" los satélites?

La señal que envían los satélites viene cifrada, dicho de otra manera: el receptor tiene que esperar a recibir cierta cantidad de datos para poder "descifrar" la información que envían los satélites. Esto hace que tarde cierto tiempo en identificar cada satélite.

Como les explicaba antes se necesitan al menos 4 satélites para obtener una posición. Las "claves" de cifrado se cambian cada cierto tiempo y el equipo tiene que ser utilizado continuamiente para que siempre tenga actualizado su "almanaque" de satélites.

Un equipo que ha pasado con el GPS apagado puede tardar hasta 15 minutos en obtener la información necesaria de los satélites.

Dicho de manera corta: Mientras más se utilice el equipo más rápido logrará fijar los satélites.

¿Pero si el GPS tiene todas estas limitaciones?... ¿Cómo es que puedo ver mi posicion desde mi iPhone, Droid, Symbian?

Los teléfonos actuales tienen un sistema llamado AGPS, conocido en español como GPS Asistido que no se basa únicamente en la señal recibida del satélite para determinar su ubicación.  Realmente el GPS asistido tiene dos fuentes de localizacion primarias:

1-El receptor GPS
2-La información de posición entregada por el operador

Algunos sistemas de AGPS avanzados incluso utilizan la dirección IP del terminal y los acelerómetros dentro del teléfono para intentar "calcular" la posición actual tomando como referencia la última posición conocida determinada por las fuentes anteriores.

¿Que ventajas tiene el sistema de AGPS?

La ventaja más grande es que reduce los tiempos de fijación de satélites. Y provee de información de ubicación donde la recepción de la señal de GPS es pobre (interiores, cielos nublados, etc).

El sistema AGPS generalmente utiliza el plan de datos asignado al terminal, por lo que el uso del mismo podría implicar cargos extra para el dueño del terminal.

¿Y las desventajas?

Tal vez la más grande es que si el AGPS no tiene acceso al receptor GPS debido a una pobre señal o condiciones similares, entonces utilizará otros medios para determinar su posición. Esto puede ser por medio de la dirección IP, los acelerómetros, la información de posición que brinda el operador.

Estas posiciones son "aproximadas" y por lo tanto sujetas a error.

En nuestro país los equipos de este tipo muy pocas veces son utilizados en lugares donde la recepción del gps es ideal (lugares con vista al cielo) por lo que la mayor parte del tiempo las posiciones que reportan los AGPS son aproximadas.

Además hay que hacer notar que muchos dispositivos de bolsillo tienen antenas de GPS muy pequeñas que pierden fácilmente la conexión a los satélites.

Concluyendo...

Antes de intentar montar un sistema de "localización" de cualquier tipo es muy importante conocer las limitaciones y alcances del mismo. No hay que confiar ciegamente en la información aportada por un equipo con AGPS.

Algunos dispositivos permiten desactivar la funcionalidad AGPS y obtener la ubicación basandose únicamente en el receptor GPS. Si necesitamos ubicaciones confiables y precisas podemos cambiar la configuración del terminal considerando que basandonos únicamente en el receptor GPS tendremos las limitaciones mencionadas al principio de este tema.

[=SV=Mike]

  gracias por el tema, muy buena la explicación. 

[Mandrak3]

gracias por la informacion.   

[house24]

Solo aclaro que este dato es falso "En equipo de consumo muchas veces no funciona cuando esta nublado o cuando hay muchos árboles o edificios" El GPS O AVL no puede perder señal por dichos factores. Solo puede ser interferido por blindajes o zonas subterraneas por lo demas trabajaria bien sin ningun problema.

Para obtener una posicion con un margen de error de 4mts es necesario por lo menos obtener la recepcion de 5 a 7 satelites 

Los cifrados que mencionas en el sistema satelital se llaman "tramas" que es practicamente las coordenadas,hora,eventos etc .

Por lo demas gracias por la info

[mxgxw]

Solo aclaro que este dato es falso "En equipo de consumo muchas veces no funciona cuando esta nublado o cuando hay muchos árboles o edificios" El GPS O AVL no puede perder señal por dichos factores. Solo puede ser interferido por blindajes o zonas subterraneas por lo demas trabajaria bien sin ningun problema.

Para obtener una posicion con un margen de error de 4mts es necesario por lo menos obtener la recepcion de 5 a 7 satelites 

Los cifrados que mencionas en el sistema satelital se llaman "tramas" que es practicamente las coordenadas,hora,eventos etc .

Por lo demas gracias por la info

No se que equipo de gps has usado, pero hay unos garmin de los viejitos que si esta demasiado nublado te dan problemas de recepción o cuando estas bajo mucha cobertura de árboles. Te estoy hablando de irse a meter a quebradas o andar enmedio de un bosque. No se que tanto has usado gps en campo pero te digo que GPS de +$3000 cuando estas enmedio de una quebrada profunda simplemente no te agarran satélites. Ahí te toca irte a tomar puntos a lugares más altos y triangular luego la posición.

Igual muchos equipos de mano (relojes con gps y similares) si está medio nublado simplemente no funcionan o lo hacen de manera intermitente.

Así como tu dices la señal del GPS sí esta cifrada. El output del receptor ya está decodificado, es la famosa salida NMEA que es estándar. Como tu dices la trama no solo contiene las coordenadas sino las posiciones de otros satélites, hora UTM y algunas señales de control.

La precisión depende de la cantidad de satélites. Sin embargo para obtener precisión sub-métrica necesitas aplicar corrección diferencial, esto es tener un GPS fijo a una coordenada conocida y corregir las diferencias que haya en un período determinado de tiempo.

No se que tipo de equipo has usado pero como te digo, equipo GPS barato (a eso me refiero con equipo de consumo) pierde la señal bajo nubes densas y canopy. No creas que lo he leido.... lo hemos probado en campo hahahaha

Y deja de funcionar no porque no haya señal de GPS sino por la malísima calidad de la antena que tiene. La vez pasada estabamos en morazan debajo de una tormenta con equipo Trimble caro funcionando a la perfección y los garmin sin lograr fijar satélites jejeje ¿Cual es la diferencia? La antena

[Jaru]

con respecto a lo nublado se tomaria como "factores atmosféricos" y con respecto a los edificios y arboles en los alrededores se tomaria como "Multipath".
Éstos SI son factores que pueden afectar o degradar una señal de GPS, pero... tambien hay tecnicas para que estos factores no impacten tanto en la recepción de la señal y cito:

http://www.roseindia.net/technology/gps/gps-signal-errors.shtml

Atmospheric effect – Any change in atmospheric condition can affect GPS radio signals as signals travel through the thick layer of the atmosphere. Both ionosphere and troposphere can leave little or more impact on the speed of the radio signals. Dual frequency measurement or comparing the two frequencies L1 and L2 can reduce the error and also define a precise location of the receiver.

Multipath effects – This occurs when signals are get reflected or bounced by coming in contact with surrounding hills, buildings or any kind of hard core object before it reaches the receiver. Thus, increase in travel time of signals cause error. However, with the help of the technique named narrow collector spacing the receiver recognizes the long delay signals and does not take into account while calculating the precise time and location. Also there are some specialized antennas are used to measure the exact data from the signals that are slightly deviated or delayed. But it’s a bit difficult as the fluctuation is very little in atmospheric delay.

Trama si se define como una secuencia de datos, que es en si lo que se recibe desde los satélites
http://es.wikipedia.org/wiki/Trama_de_red

el significado de la trama o la "significancia" de sus datos depende del protocolo que se este implementando

[mxgxw]

con respecto a lo nublado se tomaria como "factores atmosféricos" y con respecto a los edificios y arboles en los alrededores se tomaria como "Multipath".
Éstos SI son factores que pueden afectar o degradar una señal de GPS, pero... tambien hay tecnicas para que estos factores no impacten tanto en la recepción de la señal y cito:

http://www.roseindia.net/technology/gps/gps-signal-errors.shtml

Esa es otra cosa, ponele que equipo de GPS para trabajo te garantizan que te va a funcionar bajo condiciones atmosfericas adversas. El equipo de consumo me imagino que por lo mismo de reduccion de costos no incluye ninguna manera de corregir esa clase de problemas y funciona mejor en condiciones "ideales".

Y justamente por eso es que existe el AGPS, porque permite que se puedan fabricar GPS que te puedan proporcionar información de localización bajo factores adversos a la fracción del costo de un receptor GPS "profesional". Obviamente esto se logra sacrificando precisión y ganando disponibilidad.

[house24]

con respecto a lo nublado se tomaria como "factores atmosféricos" y con respecto a los edificios y arboles en los alrededores se tomaria como "Multipath".
Éstos SI son factores que pueden afectar o degradar una señal de GPS, pero... tambien hay tecnicas para que estos factores no impacten tanto en la recepción de la señal y cito:

http://www.roseindia.net/technology/gps/gps-signal-errors.shtml


Trama si se define como una secuencia de datos, que es en si lo que se recibe desde los satélites
http://es.wikipedia.org/wiki/Trama_de_red

el significado de la trama o la "significancia" de sus datos depende del protocolo que se este implementando

No se de que años sea esta info pero con la experiencia que e tenido en el area de GPS e programado alrededor de 25 AVL diferentes y jamas me e encontrado con ese problema.

Los AVL que hoy en dia se utilizan no poseen ese degrado de señal solo que sea un equipo chinito jajajaja.

Se sobre entiende que son datos las tramas creo que lo detalle como: Coordenadas,hora,eventos etc . Para que se entendiera el tema.

[mxgxw]

No se de que años sea esta info pero con la experiencia que e tenido en el area de GPS e programado alrededor de 25 AVL diferentes y jamas me e encontrado con ese problema.

Los AVL que hoy en dia se utilizan no poseen ese degrado de señal solo que sea un equipo chinito jajajaja.

Se sobre entiende que son datos las tramas creo que lo detalle como: Coordenadas,hora,eventos etc . Para que se entendiera el tema.

Yo no he programado AVLs pero si he trabajado con distintos equipos de "usuario" y equipo profesional.

Si es para localizacion de vehiculos generalmente las carreteras no estan en lugares que no tengan vista al cielo y segun he visto vienen con una antena extena. Con el equipo de consumo el problema es cuando salis de la carretera y te vas a meter al campo, quebradas, etc, etc.

Creeme que ahí si da problemas de señal el GPS, más de lo que te pudieras imaginar. Los celulares con GPS en especial son terribles para fijar las posiciones utilizando únicamente el receptor interno del GPS y ese es justamente la razón de este tema. Con el AGPS podes tener geolocacion en un equipo de consumidor barato aunque el gps interno del celular no logre fijar satélites.

[house24]

Yo no he programado AVLs pero si he trabajado con distintos equipos de "usuario" y equipo profesional.

Si es para localizacion de vehiculos generalmente las carreteras no estan en lugares que no tengan vista al cielo y segun he visto vienen con una antena extena. Con el equipo de consumo el problema es cuando salis de la carretera y te vas a meter al campo, quebradas, etc, etc.

Creeme que ahí si da problemas de señal el GPS, más de lo que te pudieras imaginar. Los celulares con GPS en especial son terribles para fijar las posiciones utilizando únicamente el receptor interno del GPS y ese es justamente la razón de este tema. Con el AGPS podes tener geolocacion en un equipo de consumidor barato aunque el gps interno del celular no logre fijar satélites.

Quiero aclarar los AVL O GPS todos poseen 2 antenas una de GPS y otra de GPRS la que mas problemas dan son las de GPRS por que? por que los GPS se configuran con una SIM o CHIP las cuales aveces no se sincronizan bien con las antenas(Compañia celular) y por ende hay perdida de señal por un lapso de tiempo. esto te puede pasar cuando andes en pueblos que no hayan antenas o suficiente señal.

El ejemplo mas claro es el de un celular si pasas por una zona donde no hay señal veras que las barritas disminuyen o si tenes un celular que posee 3g o edge se te caera por un lapso la transmision de datos.igual es el AVL.

No hay que confundir la señal de GPS con la de GPRS. la señal satelital GPS nunca te dara problemas por que hay infinades de satelites en orbita.

Con lo de AGPS creeria yo que si vas a tener bastante problema siempre y cuando andes en lugares reconditos.

[mxgxw]

Quiero aclarar los AVL O GPS todos poseen 2 antenas una de GPS y otra de GPRS la que mas problemas dan son las de GPRS por que? por que los GPS se configuran con una SIM o CHIP las cuales aveces no se sincronizan bien con las antenas(Compañia celular) y por ende hay perdida de señal por un lapso de tiempo. esto te puede pasar cuando andes en pueblos que no hayan antenas o suficiente señal.

El ejemplo mas claro es el de un celular si pasas por una zona donde no hay señal veras que las barritas disminuyen o si tenes un celular que posee 3g o edge se te caera por un lapso la transmision de datos.igual es el AVL.

No hay que confundir la señal de GPS con la de GPRS. la señal satelital GPS nunca te dara problemas por que hay infinades de satelites en orbita.

Con lo de AGPS creeria yo que si vas a tener bastante problema siempre y cuando andes en lugares reconditos.

Creo que estás un poquitín confundido.

La señal de GPS sí da problemas dependiendo del lugar a donde vayas. Me imagino que tenes bastante experiencia con equipos AVL pero no mucha con dispositivos para recolección de datos en campo.

Como tu has dicho estas hablando de equipos de localización de vehículos, generalmente los vehículos están en carretera. La mayoría de carreteras tienen buena vista al cielo y a menos que sea un vehiculo 4x4 que sale de carretera vas a tener recepción excelente de señal de GPS.

Además se espera que el receptor GPS que incluye el AVL sea de mejor calidad del que viene incluido en un teléfono celular o en un garmin barato por ejemplo. Igual no podes comparar el receptor GPS de los que vienen en un reloj con el que trae el equipo Trimble o GPS Motorola rugged para trabajo en campo.

A pesar de eso te digo que hay lugares en este país que con equipo CARO rugged de specs militares en donde por la configuración del terreno no tenes señal de gps. El ejemplo que ya te di como tres veces, metete enmedio de una quebrada con dos cerros a los lados y vas a ver como tu bonito equipo rugged de spec militar que cuesta $3000 solo te agarra 2 o 3 satélites.

Con equipo de usuario es peor, un garmin comenzas a bajar por un camino rural y entre el moton de árboles y "sorpresa" 0 satélites.

Además también tiene mucho que ver con la frecuencia que envias los datos, un AVL que está enviando 1 posición cada 30 segundos en un vehiculo en movimiento a 60Km/h tiene más posibilidad de vista al cielo que un equipo que esta tomando posiciones segundo a segundo caminando a pie en medio de una zona con muchos árboles.

Se que en tu experiencia no has tenido muchos problemas de recepción con el equipo GPS pero es por la aplicación, no porque no los haya.

Ahora, el AGPS si depende del servicio GPRS, el GPS en cambio solo depende de que tengas buena vista al cielo.