2.3.3 Дальномерный метод

При реализации дальномерного метода измеряемыми параметрами являются временные задержки распространения сигнала радиотелефона абонента не менее чем до двух сотовых станций сети относительно их временных шкал, которые должны быть синхронизированы между собой, а рассчитываемыми параметрами – дальности от сотовых станций до места расположения абонента [50, 51]:

, (2.3)

, (2.4)

где Δt₁ и Δt₂ – задержки распространения сигналов станций, с.

Погрешность положения абонента относительно его истинного местонахождения σ_n может быть рассчитана по формуле:

, (2.5)

где σ_t – ошибка измерения временных интервалов, одинаковая для каждой базовой станции, с;

D₁ и D₂ – дальности от базовых станций сотовой связи до места расположения абонента, м;

D_δ – расстояние между базовыми станциями, м.

При расстояниях между сотовыми станциями D_δ1, D_δ2, известной ошибке измерения временных интервалов σ_t (равной для каждой сотовой станции), рассчитанных дальностях D₁ и D₂ .

Базовые углы определяются по формулам:

, (2.6)

, (2.7)

где D₁ и D₂ – дальности от базовых станций сотовой связи до места расположения абонента, м;

D_δ1 и D_δ2 – расстояния между базовыми станциями, м.

Погрешность положения абонента относительно его истинного местонахождения σ_n в данном методе меньше, чем в угломерном, и определяется [51]:

, (2.8)

где β₁ и β₂ – базовые углы, град.

2.3.4 Локализация с помощью дополненной системы gps

Некоторые компании идут по пути встраивания GPS-приемников в мобильные телефоны, чтобы те могли принимать сигналы от ряда спутников и по этим сигналам вычислять свое местоположение. При установке в радиотелефоны абонентов дополнительных модулей могут быть реализованы способы их позиционирования, основанные на космических методах радионавигации.

При реализации радионавигационного метода в телефонный аппарат абонента должен быть встроен специальный навигационный модуль. На него возложены функции расчета дальности от абонента до трех спутников и декартовых координат спутников на основе дальномерных и информационных сигналов, передаваемых спутником. Далее определяются геодезические координаты абонента:

, (2.9)

где D_i – дальности абонента до трех спутников I, м;

х_si, у_si, z_si – координаты спутника;

х_а, у_а, z_а – координаты абонента.

Данный радионавигационный метод получил название локализации с помощью дополненной системы GPS.

Процесс, когда обычный приемник GPS вычисляет местоположение, начинается с попытки найти первый навигационный спутник, идентификации, определения его положения. Затем находится следующий и так далее. С каждого спутника загружаются информация, измеренные временные задержки и лишь затем вычисляется местоположение данного приемника. Процесс местоопределения может занимать от 40 секунд до нескольких минут, а также требует прямой видимости по крайней мере трех спутников [52].

2.4 Программное обеспечение задачи

2.4.1 Общие положения

В разработанном приложении можно выделить несколько модулей:

Модуль маршрутов, включающий в себя файлы, отвечающие за формирование, редактирование и отображение маршрута, а также хранение таблицы маршрутов.

Модуль локаций, включающий файлы, отвечающие за добавление и хранение данных локаций, их редактирование и предоставление при необходимости по запросам других модулей.

Модуль карт, отвечающий за взаимодействие с API Яндекс.Карт. Файлы, входящие в этот модуль, реализуют обращение к базе данных Яндекс, обрабатывают получаемые данные и, с помощью функционала API Яндекс.Карт, осуществляют построение карты с заданным маршрутом на клиентском устройстве.

Взаимодействие между модулями осуществляется в соответствии с диаграммами прецедентов, представленными на рис. 2.8, 2.9 и 2.10.

Рисунок 2.8 – Диаграмма прецедента внесения данных

Данная схема описывает прецедент внесения данных пользователем в информационную систему. В зависимости от данных пользователь сперва обращается либо к модулю маршрутов, либо к модулю локаций.

При добавлении цели, то есть пункта, в маршрут определяется наличие указанного места в базе локаций. Если данная локация имеется в базе локаций, она привязывается к указанной цели, после чего цель вносится в базу маршрутов, с привязкой к указанному маршруту. После чего управление возвращается пользователю.

Если заданной локации в базе нет, ее данные запрашиваются помощью модуля карт у API Яндекс.Карт. Данные геокодирования передаются в модули локаций и маршрутов, вносятся в соответствующие базы данных, после чего управление возвращается пользователю.

Схема, представленная на рис. 2.9, описывает получение пользователем данных о маршрутах и локациях. В зависимости от данных, которые необходимо получить, пользователь обращается либо к модулю маршрутов, либо к модулю локаций.

Рисунок 2.9 – Диаграмма прецедента получения данных

С помощью модуля маршрутов можно получить как маршрут, так и данные конкретной цели маршрута. Для предоставления пользователю маршрута составляется список целей данного маршрута, после чего управление возвращается пользователю.

При получении данных цели производится обращение к модулю локаций и запрашиваются данные локации, привязанной к заданной цели. Данные возвращаются модулю маршрутов, после чего происходит оформление данных и управление возвращается пользователю.

С помощью модуля локаций можно получить как данные конкретной локации, так и общий список локаций. При запросе данных локации они извлекаются из базы данных и оформляются для вывода, после чего управление возвращается пользователю.

При запросе списка локаций для вывода оформляются все данные в базе локаций, после чего управление возвращается пользователю.

На рис. 2.10 представлен процесс генерации карты.

Рисунок 2.10 – Диаграмма прецедента генерации карты

В данном случае с помощью модуля маршрутов выбирается тот маршрут, для которого необходимо построить карту. Модуль карт запрашивает координаты локаций маршрута у модуля локаций и по ним выполняет запрос данных геокодирования, Затем, с помощью функционала API Яндекс.Карт выполняется их обработка и в модуль карт передаются данные, необходимые для отображения карты в виде, удобном для пользователя. Модулем карт выполняется построение карты, после чего управление возвращается пользователю.