URBAN AND INDOOR POSITIONG USING SIGNALS OF OPPORTUNITY Streszczenie: Lokalizacja w środowisku miejskim oraz wewnątrz budynków to ważny rynek usług, których znaczenie w niedalekiej przyszłości będzie wzrastać. Klasyczna metoda określania pozycji z wykorzystaniem sygnałów radiowych systemów GNSS w środowisku miejskim oraz wewnątrz budynków, uwagi na efekty wielodrogowości oraz tłumienie budynków, posiada ograniczenia w postaci dostępności oraz dokładności. Jedną z alternatywnych metod lokalizacji w takich środowiskach jest wykorzystanie innych dostępnych sygnałów radiowych - telefonii ruchomej, radia czy telewizji. W artykule omówiono alternatywne metody określania lokalizacji. Abstract: Indoor and urban positioning is an important market which is foreseen to grow significantly in the future years. In the indoor and urban environment, the classical mean of positioning based on GNSS, has, unfortunately, a limited availability and accuracy due to the difficult multipath conditions and signal blockage by buildings. One alternative that has been recently explored is the use of Signal-of-Opportunities (SoO), such as Wi-Fi, WiMAX, mobile telephony, radio or television signals. This paper presents some solutions used to positioning in indoor and urban environment using SoO. Słowa kluczowe: lokalizacja, pozycjonowanie, dostępne sygnały radiowe. Keywords: Opportunistic positioning, localization, time difference of arrival (TDOA). 1. WSTĘP Rozwój usług związanych z określaniem położenia w środowisku miejskim oraz wewnątrz budynków (pomieszczeń) to jedna z najbardziej rozwijających się gałęzi światowego przemysłu. Znajomość położenia w danym środowisku jest szczególnie istotne w automatycznej nawigacji samochodowej, czy w najnowszych zastosowaniach technologii internetowych, takich jak IoT czy IoE. Dodatkowo wymóg udostępniania numeru alarmowego przez operatorów telekomunikacyjnych oferujących usługi oparte na łączności bezprzewod[...]

  METHODS OF LOCALIZATION CORRECTION IN GNSS DUE TO RADIO SIGNAL PROPAGATION THROUGH THE IONOSPHERE Streszczenie: Zastosowania systemów nawigacji satelitarnej (GNSS) są praktycznie nieograniczone - od klasycznych (sporządzanie i aktualizacja map oraz nanoszenie na mapy obiektów geodezyjnych, geologicznych, infrastruktury technicznej) do automatycznej nawigacji samochodowej, czy w najnowszych zastosowaniach technologii internetowych, takich jak IoT czy IoE, czyli sieci ludzi, procesów, danych i rzeczy podłączonych do Internetu. Sygnały z satelity przechodząc przez warstwę atmosfery ulegają opóźnieniu, co ma wpływ na dokładność określania pozycji odbiornika. W referacie przedstawiono metody korekcji wpływu jonosfery na wyznaczania dokładności lokalizacji jednoczęstotliwościowych odbiorników systemów GNSS. Abstract: With the free availability of GNSS signal and the availability of cheap GNSS receivers, the GNSS technology is having a pervasive use in civil, industrial, scientific and military areas. GNSS localization plays the most important role in nowadays technologies such machine-to-machine communication and Internet of Things. RF signals are perturbed when travelling through the ionosphere from the transmitter to the receiver. As the ionosphere is a dispersive medium, the effect of ionosphere refraction is to delay signal propagation. This article describes methods used in GNSS systems to correct localization precision due to signal delay in the ionosphere layer. Słowa kluczowe: GNSS, refrakcja jonosferyczna, opóźnienie jonosferyczne. Keywords: GNSS, ionosphere refraction, ionosphere delay. 1. WSTĘP [7] Satelitarny System Globalnej Lokalizacji, powszechnie znany pod nazwą GPS (pełna nazwa to NAVSTAR GPS), obejmujący swoim zasięgiem całą kulę ziemską, stworzony został przez Departament Obrony Stanów Zjednoczonych i pierwotnie przeznaczony był do celów militarnych. Pierwsze testy systemu rozpoczęły się w 1972 roku. 22 lut[...]

  METHODS OF LOCALIZATION CORRECTION IN GNSS DUE TO RADIO SIGNAL PROPAGATION THROUGH THE TROPOSPHERE Streszczenie: W ostatnich latach systemy GNSS znajdują zastosowanie w technologiach M2M (automatyczna nawigacja samochodowa), czy w najnowszych zastosowaniach technologii internetowych: Internecie Rzeczy lub Przedmiotów (IoT - Internet of Things), lub Internecie Wszechrzeczy (IoE - Internet of Everything), czyli sieci ludzi, procesów, danych i rzeczy podłączonych do Internetu. Sygnały z satelity przechodząc przez warstwę troposfery ulegają opóźnieniu, co ma wpływ na dokładność określania pozycji odbiornika. W referacie przedstawiono modele troposfery pozwalające na korekcję jej wpływu na dokładność lokalizacji odbiorników systemów GNSS. Abstract: With the free availability of GNSS signal and the availability of cheap GNSS receivers, the GNSS technology is having a pervasive use in civil, industrial, scientific and military areas. GNSS localization plays the most important role in nowadays technologies such machine-to-machine communication and Internet of Things. RF signals are delayed when travelling from the transmitter to the receiver through the troposphere due to variability of the refractive index of the troposphere layer. This article describes methods used in GNSS systems to correct localization precision due to signal delay in the troposphere layer. Słowa kluczowe: GNSS, indeks refrakcji troposferycznej, opóźnienie troposferyczne, model troposfery. Keywords: GNSS, troposphere refractive index, troposphere delay, troposphere model. 1. WSTĘP [7] Satelitarny System Globalnej Lokalizacji, powszechnie znany pod nazwą GPS (pełna nazwa to NAVSTAR GPS), obejmujący swoim zasięgiem całą kulę ziemską, stworzony został przez Departament Obrony Stanów Zjednoczonych i pierwotnie przeznaczony był do celów militarnych. Pierwsze testy systemu rozpoczęły się w 1972 roku. 22 lutego 1978 roku wystrzelony został pierwszy satelita, a 17[...]

  W procesie planowania i optymalizacji sieci radiowych znajomość konturów obszaru pokrycia sygnałem użytecznym odgrywa istotną rolę przy wyznaczaniu procentowego pokrycia planowanego obszaru, czy w wyznaczaniu procentowego pokrycia ludnościowego na danym obszarze. Znajomość obszaru pokrycia sygnałem użytecznym, jak i zakłócającym, wymagana jest również w analizach kompatybilności elektromagnetycznej systemów w procesie zarządzania widmem elektromagnetycznym. Zagadnienie wyznaczania konturów linii stałej wartości (izolinii) jest dobrze znane [3]-[11]. Problem polega na czasie ich wykonania. Jeżeli w procesie planowania i optymalizacji sieci radiowych wykonywanych jest wiele iteracji, to czas wykonania każdej iteracji jest elementem składowym całkowitej sumy obliczeń. W celu przyspieszenia procesu generowania konturów obszaru zasięgu sieci, postanowiono wykorzystać funkcje biblioteki OpenCV, stosowanej w procesie przetwarzania obrazów, związane z rozpoznawaniem konturów. 2. BIBLIOTEKA OpenCV Biblioteka OpenCV [1], oparta na kodzie otwartym, zapoczątkowana przez firmę Intel, jest biblioteką wieloplatformową. Można z niej korzystać zarówno na platformie Linux, Mac OS X, Windows, iOS oraz Android. Posiada interfejsy dla języków programowania C, C++, Java czy Python. Istnieje również wieloplatformowa wersja biblioteki "opakowującej" (wrapper) OpenCV - Emgu CV [2], pozwalająca na wykorzystanie biblioteki OpenCV na platformie Microsoft .NET. Biblioteka Emgu CV kompilowana jest w środowisku programistycznym Visual Studio, Xamarin Studio czy Unity. Dostępne w niej funkcje wywoływane są bezpośrednio w językach kompatybilnych z platformą .NET (C#, VB, VC++, IronPython, …), a [...]

  1. WSTĘP Wyznaczenie liczby ludności na danym obszarze, znajdujących się w zasięgu sygnału radiowego, wymaga znajomości danych demograficznych związanych z tym obszarem. W Polsce dane takie udostępniane są przez Główny Urząd Statystyczny. Dostępne są one w podziale na obszary administracyjne, z których najmniejszą jednostką jest gmina. Państwowe dane granic i powierzchni jednostek podziałów terytorialnych kraju udostępniane były do końca roku 2017 przez Centralny Ośrodek Dokumentacji Geodezyjnej i Kartograficznej (CODGiK). Aktualnie ośrodek jest w stanie likwidacji. Dysponując konturem obszaru gminy, liczbą jej ludności, oraz konturem obszaru sygnału radiowego, można wyznaczyć liczbę ludności znajdującej się w obszarze pokrycia sygnałem radiowym. Takie podejście jest pewnym uproszczeniem, gdyż zakłada się, że ludność rozmieszczona jest równomiernie na całym obszarze gminy. W rzeczywistości, znaczną część obszarów gmin wiejskich oraz miejsko-wiejskich zajmują pola uprawne, obszary leśne, nieużytki rolne, a w przypadku gmin miejskich dochodzą obszary przemysłowe i biurowe. Prowadzi to do niedoszacowania lub przeszacowania liczby ludności na części wspólnej obszaru pokrycia sygnałem i obszaru gminy. Większą dokładność obliczeń uzyskać można z zastosowaniem danych demograficznych w podziale mniejszym niż podział administracyjny. Dane takie zostały opracowane i opublikowane przez Eurostat, w ramach łączenia danych statystycznych z informacją geoprzestrzenną w państwach członkowskich Unii Europejskiej [1], na podstawie wyników przeprowadzonego w Polsce w roku 2011 Narodowego Spisu Powszechnego Ludności i Mieszkań,. Dane te, po przetworzeniu i połączeniu z danymi granic, powierzchni oraz ludności dla gmin, wykorzystano do wyznaczania liczby ludności znajdującej się w obszarze pokrycia użytecznym sygnałem radiowym. 2. OPRACOWANIE DANYCH 2.1. Konwersja danych źródłowych Dane demograficzne w siatce kilometrowej dostępne są na[...]

  1. WSTĘP Udostępnienie w sieciach radiokomunikacyjnych usługi mobilnego Internetu, umożliwiającej korzystanie z bezprzewodowego dostępu do sieci za pomocą transferu danych z wykorzystaniem telefonu lub modemu, spowodowało, że zapotrzebowanie na tę usługę stale rośnie. W chwili obecnej do sieci podłączanych jest coraz więcej urządzeń, zaczynając od smartfonów, na żarówkach i obrożach dla psów kończąc. Internet Rzeczy (IoT) wymusza wprowadzenie coraz to nowszych rozwiązań łączności bezprzewodowej. Firma analityczna Gartner przewiduje, że do końca 2018 roku do sieci będzie podłączonych 6,4 miliardów urządzeń IoT, a do roku 2020 wyniesie 20,6 miliarda urządzeń tego typu[1]. Urządzenia coraz częściej wymagają wysokiej przepustowości oraz małych opóźnień transmisji. Dotychczas zwykle korzystają one z technologii Wi-Fi oraz technik telefonii komórkowej. Jednak w przeciągu kilku lat technologie te nie będą wystarczające. W kontekście opracowanego właśnie standardu architektury drugiego poziomu (SA2) sieci 5G, mówi się najczęściej o znacznym wzroście transferu danych, co potwierdzają badania prowadzone i publikowane przez światowe firmy, takie jak Cisco, Ericsson, Nokia czy ZTE, oraz testy prowadzone prze nie, w czasie których osiągano wyniki na poziomie ponad 10 Gb/s, a ustanowiony rekord to prawie 20 Gb/s. Do specyfikowania wymagań dla 5G dorzuciła się Komisja Europejska, która bierze aktywny udział w definiowaniu tego standardu. Powołane przez nią programy 5G PPP, METIS 2020 i projekty badawcze w ramach Horizon 2020 zakładają, że celem 5G jest wzmocnienie największych w Europie sektorów przemysłowych, a więc motoryzacyjnego, transportowego, służby zdrowia, energetycznego, wytwórczego i rozrywkowego. Postawiła w związku z tym wymagania, aby możliwa była obsługa do 100 urządzeń na metr kwadratowy, czy możliwość integracji z systemami przewodowymi i satelitarnymi. Rosnące wymagania sprawiają, że liczba stacji bazowych, szczegó[...]