G3 Tp 9 Servicios Basados En La Localizacion

Sistemas de Comunicaciones (66.77)Sistemas de Comunicaciones (66.77)

Trabajo Práctico Nº 9Trabajo Práctico Nº 9

Servicios basados en la localización y desarrollo de uno a Servicios basados en la localización y desarrollo de uno a elección elección

GRUPO 3

Orden de exposición

ALUMNOS ALUMNOS PADRÓNPADRÓN

Guerrero Jorge 86384

85218

Bortolazzi Gustavo

85562Adad Walter

Campolo Matias 85007

Servicios Basados en la Servicios Basados en la LocalizaciónLocalización

Que es LBS?

Esto es la capacidad de encontrar la posición geográfica de un dispositivo móvil y luego proporcionarle servicios basados en esta información de posición

LBS- Servicios basados en la LocalizacionLBS- Servicios basados en la Localizacion


Ingredientes necesarios para LBS

Location or positioning Geographic data Control Center Communication System


Location or PositioningOne of the most obvious and important ingredients behind LBS is positioning recognized system.There are various means of determining positioning.

Manual Network Based Positioning GPS


Network Based positioningFinding the location of a mobile device in relation to its cell site is another way to find out the location of an object or a person. Network based positioning relies on various means of triangulation of the signal from cell sites serving a mobile phone. The geographical position of the device is found out through various techniques like

Cell of Origin Time of Arrival Angle of Arrival Enhanced Observed Time Difference Assisted GPS


Cell of Origin (COO)This is the most natural way to start offering LBS because all handsets support this technology. COO uses the network base station cell area to identify the location of the caller. The accuracy depends upon the cell area and the accuracy can be up to 150 meters for an urban area. Although the accuracy is not high and cannot be applied for emergency usage it is popular amongst the operators, as it does not require any modifications in the handset or the network, hence it is comparatively cheap to deploy.

Time of Arrival (TOA)Here the difference in the time of arrival of the signal from the mobile to more than one base station is used to calculate the location of the device. The cost benefit analysis is not very much in favor of the usage of this technology, as the cost of implementing this is very high as compared to the enhancement in the performance. It is expensive because of the large number of location measurement units (LMUs) required. The accuracy of TOA is definitely better than COO but again it is dependent on the visibility of the terminal transmissions at LMU sites.

Angle of Arrival (AOA)AOA is a system that calculates the angles at which a signal arrives at two base stations from a handset, using triangulation to find location. AOA works poorly in urban settings, where buildings interrupt signals.


Enhanced Observed Time DifferenceEnhanced Observed Time Difference (E-OTD) systems operate by placing location receivers, overlaid on the cellular network as a location measurement unit (LMU) at multiple sites geographically dispersed in a wide area. This is the most accurate technique but subject to the visibility of the base stations. The technique is subject to degradation in places like buildings. In fact any geographical hindrance that affects the signal will result in reduced accuracy.

Assisted GPS (AGPS)The last main category assisted global positioning services (AGPS) is an amalgamation of mobile technologies and GPS. AGPS can be accurate up to ten meters, but is expensive for the end-user, as they would have to invest in a GPS-equipped handset. Besides this, GPS handset necessarily needs to be in sight of three or more satellites, hence making it’s implementation difficult in built areas and more so from indoor, where people spend a significant portion of their time. A-GPS can help to provide rich services to the users like self-navigation and emergency services because of its accuracy.


GPSGPS is a worldwide radio navigation system consisting of 24 satellites and their ground stations. Imagine the world divided into square meters with its unique address so we can literally point each location on the earth. GPS is based on the concept of Trilateration. Trilateration is a basic geometric principle that allows you to find one location if you know its distance from other, already known locations. No fewer than 5 satellites are in view of any given spot on the Earth’s surface at any given moment. In order to use the formula of trilateration it is only necessary for three signals to be intercepted by a GPS receiver. Using the information the satellites transmit to the receiver and by calculating the time the signal took to reach the receiver, the receiver is able to recognize its exact distance from the satellite. By collecting signals from three of more satellites in carefully monitored orbit the receiver computes its own spatial relationship to each satellite in order to come up with a precise reading of its position on the planet. Thus for a GPS receiver to find your location, it has to determine two things:

The location of at least three satellites above you The distance between you and each of those satellites


Geographic dataThe next ingredient is the GIS data needed to facilitate LBS. It provides the data to render man made structures like road network, geocoded customer addresses and buildings and terrains like mountains and rivers. GIS is also used to manage point-of-interest data such as location of gas stations, restaurants, cinema halls, etc. Finally, GIS information also includes information about the radio frequency characteristics of the mobile network. This allows the system to determine the serving cell site of the user or the wireless serving boundaries.


Control CenterThe control center is another important element in LBS. It is the center of data management and dissemination of location services. The location data, geocoded data or map data need to be managed and manipulated to provide the various services based on the location to the user.

Retrieving and using Geocoding is of prime importance as it determines the latitude and longitude of an address. The technical requirements of geocoding services can vary from trivial to demanding. A trivial approach could mean getting the approximate location of an address in a street network.

Sophisticated mapping is needed to visualize location related data. Mapping requires spatial queries and visual algorithms. These operations require good geographic data. Sophisticated algorithm is again required for routing and navigation services. The applications need to scalable and robust to enable prompt and perfect services.

The control centers and the intensity of the work they perform are again dependent on the scale of user service provided by them.


Communication systemIt is inevitable that communication plays a vital role in LBS. Messaging is required to convey the location to the control center and provide the service needed. The system could be based on various options like: Radio with dedicated channels Cellular telephony (SMS) Satellite communications (GSM) The choice of one or another will depend on the level of service

needed, the inclusion of voice communications and the relationship between channel occupation and cost.

While the ingredients are very much in place it is time to ponder whether all the ingredients are necessary for LBS. The needs of various kinds of location services provided could vary and so could vary the technology used or the ingredients. When choosing the most suitable technology the LBS providers need to categorize the application, service and customer segments.

We could consider Truck Management system and Friend Tracking system to analyze the ingredients needed.


GPSGPS ((Global Position SystemGlobal Position System ) )

GPS - IntroducciónGPS - Introducción

El Global Position System (GPS) es un Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) que permite determinar en todo el mundo la posición de un objeto, una persona, un vehículo, con una precisión hasta de centímetros, usando GPS diferencial, aunque lo habitual son unos pocos metros.El GPS funciona mediante una red de 27 satélites (24 operativos y 3 de respaldo) en órbita sobre el globo, a 20.200 km, con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie de la Tierra. Cuando se desea determinar la posición, el receptor que se utiliza para ello localiza automáticamente como mínimo tres satélites de la red, de los que recibe unas señales indicando la posición y el reloj de cada uno de ellos. Con base en estas señales, el aparato sincroniza el reloj del GPS y calcula el retraso de las señales; es decir, la distancia al satélite. Por "triangulación" calcula la posición en que éste se encuentra. La triangulación en el caso del GPS, se basa en determinar la distancia de cada satélite respecto al punto de medición. Conocidas las distancias, se determina fácilmente la propia posición relativa respecto a los tres satélites. Conociendo además las coordenadas o posición de cada uno de ellos por la señal que emiten, se obtiene la posición absoluta o coordenadas reales del punto de medición. También se consigue una exactitud extrema en el reloj del GPS, similar a la de los relojes atómicos que llevan a bordo cada uno de los satélites.

CARACTERÍSTICAS CARACTERÍSTICAS TÉCNICASTÉCNICAS

GPS – Características TécnicasGPS – Características Técnicas El Sistema Global de Navegación por Satélite lo componen:

Sistema de satélites. Está formado por 24 unidades con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie del globo terráqueo. Más concretamente, repartidos en 6 planos orbitales de 4 satélites cada uno. La energía eléctrica que requieren para su funcionamiento la adquieren a partir de dos paneles compuestos de celdas solares adosados a sus costados.

Estaciones terrestres. Envían información de control a los satélites para controlar las órbitas y realizar el mantenimiento de toda la constelación.

Terminales receptores: Indican la posición en la que están; conocidas también como Unidades GPS, son las que podemos adquirir en las tiendas especializadas. Lanzamiento de satélites para la

constelación NAVSTAR-GPS mediante un cohete Delta

GPS – Características Técnicas GPS – Características Técnicas Segmento espacial Satélites en la constelación: 24 (4 x 6 órbitas)

Altitud: 20.200 km Período: 11 h 56 min Inclinación: 55 grados (respecto al ecuador terrestre). Vida útil: 7,5 años

Segmento de control (estaciones terrestres) Estación principal: 1 Antena de tierra: 4 Estación monitora (de seguimiento): 5

Señal RF Frecuencia portadora:

Civil - 1575,42 MHz (L1). Utiliza el Código de Adquisición Aproximativa (C/A) Militar – 1227,60 MHz (L2). Utiliza el Código de Precisión (P), cifrado.

Nivel de potencia de la señal: -160 dBW (en superficie tierra) Polarización: circular dextrógira

Exactitud Posición: aproximadamente 15 m (el 95%) Hora: 1 ns

Cobertura: mundial Capacidad de usuarios: ilimitada

FuncionamientoFuncionamiento

La situación de los satélites es conocida por el receptor con base en las efemérides (5 parámetros orbitales keplerianos), parámetros que son transmitidos por los propios satélites. La colección de efemérides de toda la constelación se completa cada 12 min y se guarda en el receptor GPS.

El receptor GPS funciona midiendo su distancia a los satélites, y usa esa información para calcular su posición. Esta distancia se mide calculando el tiempo que la señal tarda en llegar al receptor. Conocido ese tiempo y basándose en el hecho de que la señal viaja a la velocidad de la luz (salvo algunas correcciones que se aplican), se puede calcular la distancia entre el receptor y el satélite.

Cada satélite indica que el receptor se encuentra en un punto en la superficie de la esfera, con centro en el propio satélite y de radio la distancia total hasta el receptor.

Obteniendo información de dos satélites se nos indica que el receptor se encuentra sobre la circunferencia que resulta cuando se intersectan las dos esferas.

GPS – FuncionamientoGPS – Funcionamiento

Si adquirimos la misma información de un tercer satélite notamos que la nueva esfera solo corta la circunferencia anterior en dos puntos. Uno de ellos se puede descartar porque ofrece una posición absurda. De esta manera ya tendríamos la posición en 3-D. Sin embargo, dado que el reloj que incorporan los receptores GPS no está sincronizado con los relojes atómicos de los satélites GPS, los dos puntos determinados no son precisos.

Teniendo información de un cuarto satélite, eliminamos el inconveniente de la falta de sincronización entre los relojes de los receptores GPS y los relojes de los satélites. Y es en este momento cuando el receptor GPS puede determinar una posición 3-D exacta (latitud, longitud y altitud). Al no estar sincronizados los relojes entre el receptor y los satélites, la intersección de las cuatro esferas con centro en estos satélites es un pequeño volumen en vez de ser un punto. La corrección consiste en ajustar la hora del receptor de tal forma que este volumen se transforme en un punto.

GPS – FuncionamientoGPS – Funcionamiento

AplicacionesAplicaciones

GPS - AplicacionesGPS - Aplicaciones

CRONOMETRÍACARRETERAS Y

AUTOPISTASESPACIO

AVIACIÓN AGRICULTURA NAVEGACIÓN

MARÍTIMA


VÍAS FÉRREASMEDIO

AMBIENTE

SEGURIDAD

PÚBLICA

CARTOGRAFÍA RECREACIÓN

Cronometrología


Además de la longitud, latitud y altitud, el Sistema

de Posicionamiento Global (SPG) proporciona una

cuarta dimensión esencial: la cronometría. Cada

satélite de la constelación SPG contiene múltiples

relojes atómicos que contribuyen con datos horarios

muy precisos a las señales del SPG. Los receptores

del SPG decodifican esas señales y sincronizan

eficazmente cada receptor con los relojes atómicos.

Ello posibilita a los usuarios determinar la hora con

una aproximación de hasta cien mil millonésimas de

segundo sin necesidad de adquirir los costosos

relojes atómicos y operarlos.

Carreteras y autopistas


La disponibilidad y precisión del SPG resulta en

mayor eficiencia y seguridad para los vehículos en

las autopistas, calles y sistemas de transporte

público en todo el mundo. Muchos de los problemas

asociados con la asignación de rutas y el despacho

de vehículos comerciales se ven grandemente

reducidos, e incluso eliminados por completo,

gracias a la ayuda del SPG. Así sucede también

con la gestión de los sistemas de transporte

público, el personal de mantenimiento de las

carreteras y la operación de los vehículos de

emergencia.

La órbita terrestre


El SPG está revolucionando y revitalizando la forma como las naciones operan en el espacio, desde los sistemas de orientación para vehículos tripulados pasando por la gestión, seguimiento y control de constelaciones de satélites de comunicaciones, hasta la observación de la Tierra desde el espacio. Entre los beneficios derivados del uso del SPG se incluyen: Soluciones para la navegación: El SPG proporciona determinaciones orbitales de gran precisión, y mínimo personal de control en tierra, con unidades del SPG con calificación espacial. Soluciones a la orientación: El SPG sustituye sensores de orientación a bordo con antenas múltiples SPG de bajo costo y algoritmos especializados. Control de constelaciones: un solo punto de contacto con el control para mantener en órbita numerosos vehículos espaciales, como satélites de telecomunicaciones. Vuelo en formación: El SPG posibilita realizar formaciones satelitales precisas con intervención mínima del personal de tierra. Plataformas virtuales: El SPG ofrece servicios de “mantenimiento” automático de las estaciones y de posiciones relativas para maniobras científicas avanzadas de rastreo, como la interferometría. Seguimiento o rastreo del vehículo lanzado: El SPG sustituye o aumenta los radares de rastreo con unidades SPG de alta precisión y bajo costo para seguridad de alcance y terminación del vuelo autónomo.

Aviación


Los aviadores de todo el mundo utilizan el SPG

para elevar la seguridad y la eficiencia de sus

vuelos. Con su precisión, continuidad y cobertura

global, el SPG ofrece servicios de navegación por

satélite sin obstáculos que satisfacen muchos de

los requisitos de los usuarios de la aviación. El

posicionamiento y la navegación hacen posible la

determinación tridimensional de la posición para

todas las fases del vuelo, desde el despegue, el

vuelo en ruta y el aterrizaje, hasta el movimiento

sobre la superficie del aeropuerto.

Agricultura


La combinación del SPG con los sistemas de información

geográfica, GIS, ha hecho posible el desarrollo y aplicación de la

agricultura de precisión o de localización específica. Esas

tecnologías permiten acoplar datos obtenidos en tiempo real con

información sobre posicionamiento, lo que conduce al análisis y

el manejo eficientes de gran cantidad de datos geoespaciales.

Las aplicaciones en la agricultura de precisión basadas en el

SPG se están usando, además, en la planificación de cultivos, el

levantamiento de mapas topográficos, muestreo de los suelos,

orientación de tractores, exploración de cultivos, aplicaciones de

tasa variable y mapas de rendimiento. Además, el SPG permite

a los agricultores trabajar en condiciones de baja visibilidad en

los campos, por ejemplo con lluvia, polvo, niebla o penumbra.

Navegación Marítima


El SPG ha transformado la forma en que el

mundo funciona. El mejor ejemplo de ello son

las operaciones marítimas, incluidas las de

búsqueda y rescate. El SPG proporciona el

método más rápido y preciso para que los

marineros puedan navegar, medir su

velocidad y determinar su posición en todo el

mundo con mayor seguridad y eficiencia.

Vías férreas


En muchas partes del mundo los ferrocarriles utilizan el

SPG, combinado con diversos sensores, ordenadores

y sistemas de comunicación, para elevar la seguridad,

integridad y eficiencia de las operaciones. Esas

tecnologías contribuyen a reducir el riesgo de

accidentes, retrasos, costos de operación y emisiones

peligrosas, al tiempo que aumentan la capacidad de

las vías férreas, la satisfacción del usuario y la

rentabilidad. Parte esencial de la operación eficiente de

los sistemas ferroviarios es la posibilidad de contar con

información exacta sobre la ubicación de las

locomotoras, los carros, los vehículos de

mantenimiento de la vía y demás equipo periférico.

Medio ambiente


“Hasta la llegada del seguimiento por SPG nos era

prácticamente imposible el registro de los

movimientos de los elefantes con suficiente

resolución temporal para obtener una imagen total de

sus hábitos y migraciones. La presencia de elefantes

en Kenia es un indicador clave de la salud del medio

ambiente.”

Honorable Dr. Newton Kulundu, Ministro para el

Medio Ambiente, Recursos Naturales y Vida

Silvestre, Kenya

Seguridad


El tiempo de respuesta es componente esencial para el

éxito de toda operación de rescate. El conocimiento de

la ubicación precisa de puntos de referencia, calles,

edificios, servicios de emergencia y de los centros de

socorro en casos de desastre reduce ese tiempo y

ayuda a salvar vidas humanas. Esa información es vital

para que los equipos de salvamento y seguridad

pública puedan proteger vidas humanas y reducir las

pérdidas materiales. El SPG es una tecnología que

contribuye a enfrentar esas necesidades.

Cartografía y Geodesia


Aprovechando la enorme precisión del SPG con sus

ampliaciones de tierra se pueden obtener rápidamente

mapas y medidas geodésicas muy precisas,

reduciendo así la cantidad de tiempo de equipo y de

trabajo que requieren los métodos tradicionales. Hoy

un solo agrimensor puede realizar en un día lo que

antes tomaba a un equipo completo semanas de

trabajo. Al SPG, además, no le afectan la lluvia, el

viento ni mala visibilidad y es por eso que

agrimensores y cartógrafos profesionales de todo el

mundo lo están adoptando.

Recreación


El SPG ha eliminado muchos de los peligros

asociados con las actividades recreativas más

comunes proporcionando la capacidad de

determinar la posición de forma precisa. Los

receptores del SPG han ampliado el alcance y el

disfrute de las activas al aire libre, simplificado

muchos de los problemas tradicionales, como

poder mantenerse en el sendero adecuado o

regresar al lugar donde la pesca es mejor.

Soluciones GPSSoluciones GPS

GPS – Soluciones para empresasGPS – Soluciones para empresas

• BeneficiosBeneficios


• Funcionamiento del sistemaFuncionamiento del sistema

• Llamar por telefono a la unidad de localizaciónLlamar por telefono a la unidad de localización

• La unidad responde mediante un sms con las coordenadasLa unidad responde mediante un sms con las coordenadas

• Se visualiza la posicion del dispositivo mediante alguna interfaz tipoSe visualiza la posicion del dispositivo mediante alguna interfaz tipo

Google Maps Google Maps


• Monitoreo en tiempo real del vehículo

• Control sobre tiempos de conducción, tiempos de parada, duración del viaje

• Información sobre paradas prolongadas o no planificadas, visitas a lugares indeseados, excesos de velocidad.

• Optimización del consumo de combustible.

Caso de estudio:Caso de estudio:

-Compañía Nacional de Mantenimiento de Carreteras – San Pablo, Brasil

Del 3 de Mayo del 2007 al 18 de Mayo del 2007, se llevó a cabo una prueba en la Compañía Nacional de Mantenimiento de Carreteras en San Pablo, Brasil. La base de la prueba fue la instalación de una unidad de 3dtracking en un vehículo de la compañía de mantenimiento durante dos semanas, y con ello, controlar el uso del vehículo.

Resultado:

• 20% DE REDUCCIÓN EN LA DISTANCIA RECORRIDA

• 16 % DE REDUCCIÓN EN LA VELOCIDAD Y 75 % DE REDUCCIÓN EN LOS

INCIDENTES POR VELOCIDAD

• 27 % DE AHORRO EN EL GASTO DE COMBUSTIBLE AL AÑO


Solución NavdomSolución Navdom

• Mediante aplicación web, se configuran los tipos de alerta.Mediante aplicación web, se configuran los tipos de alerta.

• Alerta de movimiento no autorizado: La maquinaria se mueve en un horario Alerta de movimiento no autorizado: La maquinaria se mueve en un horario no permitido. Se envia un SMS al celular autorizado, inmediatamente.no permitido. Se envia un SMS al celular autorizado, inmediatamente.

• Alerta de Geozona: La maquinaria se mueve en un lugar no autorizado. Se Alerta de Geozona: La maquinaria se mueve en un lugar no autorizado. Se envia un SMS envia un SMS


• El operador del centro de control y coordinación de emergencias recibe la El operador del centro de control y coordinación de emergencias recibe la petición de un serviciopetición de un servicio

• Se realizan peticiones de posición a todos losSe realizan peticiones de posición a todos los vehiculos disponibles vehiculos disponibles

• Una vez recibidas estas informaciones, el operador selecciona Una vez recibidas estas informaciones, el operador selecciona el/los vehículos más cercanos y les asigna la prestación de servicio.el/los vehículos más cercanos y les asigna la prestación de servicio.

• De igual manera, los mapas se pueden De igual manera, los mapas se pueden personalizar con los puntos de personalizar con los puntos de interés para el cliente: interés para el cliente: HospitalesHospitales, Comisarías, Bases, Oficinas, etc... , Comisarías, Bases, Oficinas, etc... Alrededor de estos puntos de interés se pueden configurar Alrededor de estos puntos de interés se pueden configurar Áreas de Áreas de SeguridadSeguridad, fronteras invisibles alrededor de estos puntos. Al entrar o salir de , fronteras invisibles alrededor de estos puntos. Al entrar o salir de un área de seguridad se envía automáticamente una un área de seguridad se envía automáticamente una mensaje de alerta mensaje de alerta al al centro de control de la empresa, a un correo electrónico o a un móvil, centro de control de la empresa, a un correo electrónico o a un móvil, informando en informando en Tiempo RealTiempo Real de la llegada de un vehículo de emergencias a de la llegada de un vehículo de emergencias a un lugar señalado o de la disponibilidad de un vehículo para la prestación de un lugar señalado o de la disponibilidad de un vehículo para la prestación de un nuevo servicio.un nuevo servicio.


• Es posible informar al Es posible informar al cliente la evolución de su envío proporcionándole una cliente la evolución de su envío proporcionándole una clave de acceso para visualizar ese dispositivo en particular, de manera que clave de acceso para visualizar ese dispositivo en particular, de manera que sabrá exactamente donde se encuentra en cada momento. sabrá exactamente donde se encuentra en cada momento.


GPS – Soluciones para empresas - EquiposGPS – Soluciones para empresas - Equipos

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