對蜂巢式機器對機器(M2M)應用而言，掌握裝置的位置資訊是一項重要的特性，因此須在設備中安裝全球衛星定位系統(GPS)接收器和蜂巢式通訊模組。其主要用來與遠端伺服器進行訊號溝通，從而更新可靠的位置資訊，實現資產追蹤、資訊娛樂系統、防盜和監控系統等應用。
克服環境與地形影響 AGPS改善定位資訊偏差
目前除使用衛星定位系統取得位置資訊的方法外，還有幾種蜂巢式通訊裝置同樣可估算出位置資訊。例如2G、3G行動網路的測量參數，或透過基地台三角測量方式，應用Cell-ID、到達角度(AOA)、抵達時間差異(OTDOA)等數據，均可推算出位置資訊。
Cell-ID測算結果雖不如戶外GPS獲取的資訊準確、可靠，但相較於在室內使用GPS，Cell-ID反而更好用，況且獨立的GPS模組在戶外惡劣環境中也會產生許多問題。舉例而言，在地形複雜的環境中，定位資料不容易取得，必須利用輔助GPS(AGPS)才能降低影響，並取得相對準確的定位資訊。
AGPS可分為兩大類，一類係基於伺服器；另一類則是基於網路。此兩類GPS服務均須存取蜂巢式網路，但前者的M2M應用是連接基於伺服器的服務，故無論使用何種蜂巢式網路，行動網路營運商都是獨立的。而基於網路的AGPS服務則有所差異，實際上，若沒有AGPS也可行，因網路不須提供相關資源，如輔助定位服務等。
運用擴展星曆檔 伺服器AGPS強調準確性
基於伺服器運作的AGPS方案，需要一台用於儲存資訊並能迅速使用的伺服器。這些資訊可被稱為擴展星曆檔(EE File)，係結合衛星星曆的檔案格式(精確算出衛星軌道)。
將擴展星曆檔文件注入到GPS接收器，可更快而準確的取得定位資訊，甚至當無法透過衛星獲得廣播資訊時，也能讓GPS熱啟動。GPS將透過M2M應用裝置中的蜂巢式模組連接網路，下載擴展星曆檔文件。
另外一種伺服器資訊運算則是透過伺服器本身，並採用Cell-ID資料庫。伺服器透過當地裝置收集的網路參數計算裝置的位置，透過網際網路將資訊傳送到伺服器中。定位準確率將取決於當地蜂巢式基地台的數量，以及儲存在Cell-ID資料庫中的資料品質。
這些資料實際上是透過估算GPS位置並將數據傳送到Cell-ID資料庫。如此在戶外獲得的資料準確性相對較低，但在蜂巢式基地台較多的區域，準確性相對較高。
由Cell-ID資料庫取得的資料雖不夠精確，但已堪用。如果要得到更精準的結果，可注入GPS做為初始點。這個大致的定位資訊和時間標記，實際上可協助內嵌的GPS進入至溫啟動模式(Warm-start)(混合演算法)。
在這些案例中，蜂巢式網路就像一名搬運工，僅做為提供下載輔助檔的存取網路。基地台定位技術基於伺服器的輔助，主要用於加入GPS的蜂巢式網路，使其成為獨立的行動網路營運商。
網路傳輸幫大忙 AGPS定位時間縮短
網路輔助定位主要分為行動基地台輔助定位(Mobile Station Assisted)和行動基地台基本定位(Mobile Station Based)。前者主要是透過網路傳輸輔助資訊給行動基地台，使用晶片上的GPS擷取衛星數，包括時間標記、可見衛星表單、星曆和其他參數。
這些輔助參數可協助內嵌的GPS縮短定位時間。內嵌GPS接收器獲取衛星偽距，並發送到測算出的定位網路基地台，再將資料發送回裝置。這種方式要求配備獨立的GPS接收器和其他硬體(如天線、射頻前端、數位文書處理器)。
行動基地台基本定位則使用晶片上的GPS取得衛星資料，而蜂巢式模組係用來取得大致位置資訊、時間標記和其他一些資料，可加速首次定位。定位來自晶片上的測算。至於基於行動台的裝置可在自動模式下工作，為客戶或者內嵌的應用提供定位資訊，不需蜂巢式網路提供的輔助資料。
在這兩種網路輔助情況中，行動網路供應商在過程中都是存在的。無論是測算定位還是發送輔助參數，網路營運商的目的都為更快、更可靠的提供定位資訊。定位和輔助資料可以透過專有的通道和協定傳輸，如藉由國際規格制定機構開放移動聯盟(OMA)定義的SUPL(Secure User Plane Location Version)，或3GPP定義的RRLP(Radio Resource LCS Protocol)。
AGPS解開各種定位難題
實際上，在AGPS定義下，亦可納入板上星曆測算於GPS晶片中，藉由運算能力提升和晶片組設計改良，讓晶片商將星曆運算引擎嵌入GPS硬體，開始從衛星資料廣播計算擴展的星歷數據，這種方法無需任何網路輔助。
雖然晶片上的擴展星曆文件精確性不如來自伺服器測算的擴展星曆文件，尤其對於那些需要保持3天、7天或14天等長時間有效的測算資料而言，精確性更是不夠理想。然而，晶片測算允許在暖開機情況下的首次定位時間存在圓概率誤差，如此對於剩餘天數將呈現反比增加。
這種自我輔助方式結合GLONASS衛星和伽利略(Galileo)定位系統，可降低在城市中定位的影響。對室內定位而言，由於衛星訊號太弱，要取得可靠位置資訊便須依賴相關網路資訊。
(本文作者為泰利特產品經理)