Многие из современных устройств, призванных облегчить нашу повседневную жизнь, реально зависят от своего местоположения. И, тем не менее, мобильные телефоны, ноутбуки, карманные ПК и даже наши автомобили не имеют практически никакого представления о том, где они находятся и что находится рядом с ними. Ученые и инженеры многих корпораций стремятся научить мобильные устройства узнавать свое местоположение. Новые устройства будут знать, где они находятся и какие объекты и места находятся рядом с ними, а также смогут устанавливать связь с другими устройствами и серверами посредством новых стандартных проколов. Таким образом, местоположение станет новым типом данных в наших приложениях и в Интернете, в частности, в сети World Wide Web. Одновременно с разработкой новых устройств, способных "осознавать" свое местоположение, ученая общественность занимается расширенной и углубленной проработкой способов практического использования информации о местоположении. В настоящее время все соответствующие системы первого поколения являются разновидностями поисковых систем, решающих задачи вида: найти ресторан, найти здание и т.д. Даже навигационные системы в автомобилях фактически относятся к этому классу. Разрабатываемые на текущий момент технологии - это лишь первые шаги на долгом пути: необходимо создать более широкий ассортимент устройств различных типов и более широкий набор соответствующих прикладных систем (с более высокой функциональностью, чем у современных поисковых систем) и наделить их способностью оценивать местоположение.
Сегодня большинство потребителей ожидает наличия следующих функций в устройствах с возможностью определения местоположения:
- Автоматическая реконфигурация, позволяющая всегда использовать нужные сетевые параметры (при работе с межсетевыми экранами и виртуальными частными сетями);
- Высокий уровень безопасности, разрешающий доступ только из заданных физических точек;
- Содействие в поиске самого устройства, когда оно утеряно или украдено;
- Возможность упрощенного обмена документами и презентациями с другими лицами, присутствующими в том же помещении, без использования электронной почты и без пересылки данных через общий сервер;
- Напоминатель, который подскажет Вам, когда надо выезжать на заранее назначенное мероприятие (с учетом времени на дорогу до пункта назначения).
- Точный календарь, который мгновенно рассчитывает и отображает Ваше занятое и свободное время, автоматически учитывая время на дорогу между различными запланированными мероприятиями.
- Маршрутный консультант, который оценивает ваш ежедневный маршрут между домом и работой, заранее вводит информацию о дорожном движении и рекомендует самый быстрый маршрут.
Все эти функции находятся в самом начале своего развития. К тому же необходимо отметить, что возможности использования информации о местоположении ноутбуками и мобильных телефонами или карманными ПК отличаются. Поэтому, хотя и можно ожидать наличия некоторого перекрытия по функциям и областям применения, каждая категория мобильных устройств имеет свое собственное представление об использовании информации о местоположении - ни один класс устройств не предназначен для решения всех задач и не решает их все в полном объеме. Однако, с точки зрения технологии, перекрытие по функциям существует, и весьма значительное. Открытые стандарты, как например, применяемые в Интернете, нивелируют стартовые условия для различных компаний, помогают новым технологиям быстро набрать критическую массу, избежав рыночной фрагментации и дублирования усилий. Это, несомненно, справедливо и для рассматриваемой технологии, в которой изолированные области существовали годами, однако в настоящее время она становится общепринятой нормой для всего спектра мобильных устройств.
Наиболее крупные и впечатляющие изменения в рассматриваемой области ожидаются от реализации технологий определения местоположения внутри помещений. Геоинформационные системы (ГИС) достигли достаточно зрелого уровня развития - кроме того, картографы создают карты уже на протяжении столетий. Учитывая объем накопленных данных и массу областей практического применения, неудивительно, что онлайновые карты относятся к наиболее востребованным приложениям в Интернете. Поэтому вполне естественно, что при упоминании о системах определения местоположения большинство людей в первую очередь думают о ГИС.
К сожалению, подобные системы неприменимы внутри помещений. Как и на заре традиционной "бумажной" картографии, карты для использования внутри помещений, как правило, не существуют или являются закрытыми. Поэтому чтобы определять местоположение внутри помещения так же точно, как и снаружи, необходимы следующие условия:
- Технологии определения местоположения, отличные от GPS.
- Доступ к соответствующим координатным данным посредством надежных и контролируемых механизмов защиты информации.
- Система координат для использования внутри помещений. При навигации на открытой местности успешно применяются такие координаты, как широта, долгота и высота, однако для описания местоположения точки внутри помещения они не очень подходят. На протяжении ограниченного времени нам придется использовать широту, долготу и высоту, однако в перспективе необходим некоторый гибридный формат, который исчерпывающе описывал бы местоположение как снаружи, так и внутри помещений.
Технологии определения местоположения
С практической точки зрения, технологии GPS-системы абсолютно бесполезны внутри помещений. Даже если спутники «видны», точность систем GPS, хотя и намного лучшая, чем у технологий определения местоположения в сотовых телефонных сетях, таких как Cell ID или E-OTD, явно недостаточна для многих задач, решаемых внутри помещений. Нам необходима какая-то другая технология. И такая технология существует уже сегодня - это 802.11 и Wi-Fi. Однако технология Wi-Fi в ее современном состоянии не обладает внутренней способностью чувствовать местоположение. Хотя уже разработан способ использования Wi-Fi-сигналов в качестве радиочастотного средства навигации, а это позволяет создать механизм для вычисления местоположения. В то время как способности по передаче данных у технологий семейства 802.11 существенно возросли, функции, связанные с местоположением, до сих пор не фиксировались в стандартах Wi-Fi. Преимущество использования технологии Wi-Fi внутри помещений состоит в том, что она использует существующие радиотехнологии и не требует дополнительно специальных радиоустройств для определения координат. Однако чтобы определенная с помощью технологии Wi-Fi информация о местоположении была такой же надежной, как и данные, передаваемые с ее помощью, необходимо согласовать между собой соответствующие требования к точкам доступа и мобильным устройствам, а также соответствующие параметры прикладных задач и сетевых адаптеров мобильных устройств. Этот тезис сохраняет справедливость для технологий Wi-Fi, Bluetooth*, RFID, а также других подобных технологий.
Чтобы мобильное устройство могло полноценно использовать радиочастотные сигналы от узлов доступа для определения своего местоположения, ему нужна дополнительная информация. В частности, оно должно знать, где расположены указанные точки доступа. Если эта информация не включена в принимаемый сигнал, лучший для устройства способ узнать ее - просто найти идентификатор маяка в базе данных, содержащей соответствующую информацию:
- Устройство периодически сканирует окружающий спектр для идентификации присутствующих в нем радиочастотных сигналов.
- Устройство ищет идентификаторы источника сигнала в базе данных (возможно, в локальной, возможно, на сервере или группе серверов, доступ к которым можно получить через Web-сервис).
- Имея в своем распоряжении информацию из базы данных, устройство может использовать характеристики сигнала от наблюдаемой точки доступа, чтобы вычислить свое местоположение, а так же сделать логический вывод о том, что находится поблизости.
Описанная технология достаточно проста и может использовать любые принимаемые радиосигналы: GPS, Wi-Fi, Bluetooth, RFID, Cell ID, UWB, FM, DTV и т. д. Если какое-либо устройство хранит соответствующие данные в своей памяти или может обратиться к базе данных или к Web-сервису, на котором кэшируются соответствующие данные, тогда это устройство сможет определить свое местоположение. Хотя для некоторых из перечисленных технологий существуют закрытые протоколы, первоочередной задачей на текущий момент является работа над существующими стандартами в направлении создания и продвижения единой, расширяемой, открытой, основанной на IP-технологиях, ориентированной на Интернет версии стандарта, дополненной простой эталонной реализацией, которая обеспечит для каждого устройства с IP-подключением возможность определения местоположения.
Заключение
Способность оценивать свое местоположение создает массу новых возможностей, которые сделают мобильные устройства еще более эффективными и удобными, как на работе, так и дома. С помощью этой технологии мы переходим от закрытых специализированных систем определения местоположения к интернет-системам, в которых местоположение станет всего лишь еще одним типом данных. Используя местоположения, соответствующие сервисы обеспечат конечному пользователю еще более широкие, продуктивные и полезные возможности.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- D.H. Stojanovic and S.J. Djordjevic-Kajan. Developinglocation-based services from a GIS perspective. In 5th International Coтfernce on Telecommunications in Modern Satellite, Cable and Broadcasting Service (TELSIKS 2001)
- K. Cheverst, N. Davies, K. Mitchell, and A. Friday.Experiences of developing and deploying a context-aware tourist guide. In Proceedings of the sixth annual international conference on Mobile computing and networking, August 2000.
- O. Wolfson. The Opportunities and Challenges of Location Information Management. In Intersections of Geospatial Information and Information Tehcnology Workshop, 2001.