WAAS je satelitní augmentační systém, který zvyšuje přesnost signálu GPS pro použití jako metoda určování polohy podporovaná 3GPP v uživatelském zařízení.

Popis

Wide Area Augmentation System (WAAS) je regionální satelitní augmentační systém (SBAS), který primárně provozuje Federal Aviation Administration (FAA) za účelem zlepšení výkonu globálních navigačních satelitních systémů (GNSS), jako je GPS, nad Severní Amerikou. Ve specifikacích 3GPP je WAAS uváděn jako podporovaná metoda určování polohy pro uživatelské zařízení (UE), umožňující přesnější a spolehlivější určení polohy. Systém funguje pomocí sítě pozemních referenčních stanic, které monitorují signály GPS satelitů. Tyto stanice sbírají data o chybách způsobených ionosférickými poruchami, driftem satelitních hodin a nepřesnostmi efemerid. Data jsou zpracována v hlavních stanicích za účelem generování korekčních zpráv, které jsou následně vysílány na geostacionární satelity (GEO satelity) pro rozšíšení k uživatelským zařízením ve stejném kmitočtovém pásmu jako GPS. UE přijímá jak standardní GPS signály, tak WAAS korekční zprávy, a aplikuje korekce v reálném čase pro výpočet přesnější polohy. Architektonicky integrace WAAS v 3GPP zahrnuje polohovací schopnosti UE, kde může UE hlásit svou schopnost používat WAAS (nebo jiný SBAS) v polohovacích protokolech, jako je LTE Positioning Protocol (LPP) nebo NR Positioning Protocol (NRPP). Síť může vyžadovat nebo asistovat při určování polohy s podporou WAAS pro služby jako je lokalizace tísňového volání (E911) nebo komerční polohově závislé služby. Klíčové komponenty zahrnují WAAS GEO satelity, pozemní stanice pro vysílání signálu vzhůru a GNSS přijímač UE s podporou SBAS. Jeho úlohou je poskytovat vylepšený výkon určování polohy, který splňuje požadavky pro aplikace týkající se bezpečnosti života, jež vyžadují vysokou integritu, přesnost a dostupnost nad rámec toho, co nabízí samostatný GPS.

K čemu slouží

WAAS byl vytvořen, aby řešil omezení samostatného GPS, kterému chybí dostatečná přesnost, integrita a dostupnost pro kritické aplikace, zejména v letectví. Samotný GPS může mít chyby v řádu několika metrů a neposkytuje včasná varování, když je systém nespolehlivý. WAAS tyto problémy řeší poskytováním diferenciálních korekcí a monitorování integrity, čímž snižuje polohové chyby na méně než jeden metr horizontálně i vertikálně. To umožňuje přesné přiblížení v letectví bez nutnosti pozemních navigačních pomůcek. V kontextu 3GPP podpora WAAS umožňuje mobilním sítím využít tuto vylepšenou polohovací schopnost pro tísňové služby, kde může přesná lokalizace zachraňovat životy, a pro pokročilé polohově závislé služby vyžadující vyšší přesnost. Integrace do norem 3GPP, počínaje Release 8, byla motivována regulatorními požadavky na vylepšenou lokalizaci tísňových volajících a rostoucí poptávkou po přesném určování polohy v různých komerčních a bezpečnostních aplikacích, čímž překlenuje propast mezi telekomunikačními a satelitními navigačními systémy.

Klíčové vlastnosti

• Poskytuje diferenciální korekce pro GPS signály za účelem zlepšení přesnosti určování polohy
• Rozšiřuje informace o integritě, aby varoval uživatele před nespolehlivými GPS signály
• Využívá geostacionární satelity k doručování korekčních dat přes širokou oblast
• Zlepšuje vertikální a horizontální přesnost určování polohy na 1-2 metry
• Podporován jako metoda určování polohy v polohovacích protokolech 3GPP UE (např. LPP)
• Zvyšuje dostupnost a kontinuitu služby GNSS pro bezpečnostně kritické aplikace

Související pojmy

• GNSS – Global Navigation Satellite System
• GPS – Global Positioning System
• SBAS – Satellite Based Augmentation Systems
• LPP – LTE Positioning Protocol

Definující specifikace

• TR 21.905 (Rel-19) — 3GPP Technical Terms and Definitions
• TS 22.071 (Rel-19) — 3GPP TS 22.071: Location Services (LCS) Stage 1
• TS 25.305 (Rel-19) — UTRAN UE Positioning Stage 2
• TS 25.331 (Rel-19) — UTRAN RRC Protocol Specification
• TS 25.423 (Rel-19) — UTRAN RNSAP Specification
• TS 25.433 (Rel-19) — Node B Application Part (NBAP) Protocol
• TS 25.453 (Rel-19) — PCAP Protocol Specification
• TS 36.305 (Rel-19) — UE Positioning in E-UTRAN Stage 2
• TS 36.355 (Rel-19) — LTE Positioning Protocol (LPP)
• TS 37.355 (Rel-19) — LTE Positioning Protocol (LPP)
• TS 37.571 (Rel-19) — UE Conformance for Positioning
• TS 38.305 (Rel-19) — NG-RAN UE Positioning Stage 2
• TS 38.455 (Rel-19) — NR Positioning Protocol A (NRPPa)
• TS 44.031 (Rel-19) — Radio Resource LCS Protocol (RRLP)

📖 Anglický originál a plná specifikace: WAAS na 3GPP Explorer