INDOOR-навигация, как вариант монетизации ГЛОНАСС

Развитие радиотехнологий, увеличение точности и качества позиционирования с помощью глобальных систем ГЛОНАСС и GPS, решения в области микроэлектроники и активный рост мобильных устройств открывают широкие возможности в области навигации и даже создают новые рынки, например, Indoor-позиционирование или «навигация за дверью». Работами в этом направлении занимаются десятки компаний в мире, но ни одна из них пока не представила готовый продукт. Недавно компания SPIRIT-Navigation сообщила о планах по разработке гибридного навигационного приёмника, способного непрерывно и точно определять координаты внутри помещений. Компания занимается ГЛОНАСС/GPS-технологиями с 1995 года, разрабатывает алгоритмы для Indoor-позиционирования с 2009 года.

О перспективах Indoor-навигации «ВГ» рассказал генеральный директор компании по разработке и лицензированию высокотехнологичных программно-аппаратных продуктов в области спутниковых навигационных приёмников ГЛОНАСС и GPS, цифровой радиосвязи и передачи данных Руслан БУДНИК.

– Руслан, не так давно СМИ сообщили, что ваша компания получила грант фонда «Сколково» в $1 млн на разработку гибридного приёмника ГЛОНАСС/GPS для навигации внутри помещений. Достаточно ли этих средств? В какую сумму оценивается весь проект в целом?

– Мы получили грант фонда «Сколково» в 30 млн. рублей, и ещё 10 млн. рублей внёс соинвестор, которым стала наша материнская компания. На полученные средства мы должны создать прототип продукта. Для создания продукта мы дополнительно привлекаем внешнего инвестора из разряда венчурных фондов. Уже начали переговоры.

– Что будет после создания прототипа?

– Мы привлекаем профессиональных инвесторов. Тема Indoor-навигации очень перспективна, востребована в мире. В ней работают как стартапы, так и крупные технологические компании, такие как Google, Apple, Qualcomm, Broadcom, CSR, Sony и др. Игроки мирового рынка уже вкладывают в Indoor-навигацию сотни миллионов долларов.

Мы видим возможность использовать наш инновационный подход, чтобы сделать конкурентоспособный на мировом рынке продукт, несмотря на то, что наши инвестиции измеряются на порядок меньшими суммами.

– В чём суть вашего инновационного подхода?

– Как правило, крупные телекоммуникационные компании пытаются решать стоящие перед ними задачи преимущественно с помощью привычных им радиотехнологий и инфраструктуры, не замечая других инновационных путей решения проблемы. Современные мобильные устройства – смартфоны, планшеты, ноутбуки и т.д. – обладают широкими возможностями для улучшения навигации. Кроме радиотехнологий – Wi-Fi, Bluetooth, GSM, LTE – они укомплектованы множеством датчиков и сенсоров, которые можно использовать в целях позиционирования. Инновационность нашего подхода и заключается в том, чтобы суметь использовать все доступные технологии и получить синергетический эффект. Плюс к этому – добавить собственные наработки для достижения технических целей. Уже сегодня наш ГЛОНАСС/GPS-приёмник демонстрирует чувствительность в пять раз лучшую, чем у лучших мировых аналогов. А чувствительность приёма – самая важная характеристика при работе внутри помещений, где нет спутников в прямой видимости, и сигнал не прямой, а отражённый, ослабленный и зашумлённый.

К достоинствам разработки относятся архитектура гибридного приёмника и совместная обработка данных по позиционированию от набора стандартных сенсоров смартфона.

– В дальнейшей работе вы планируете привлекать российские или зарубежные компании для получения инвестиций?

– И те, и другие.

– Кто сейчас работает над проектом – только специалисты вашей компании?

– Да, над проектом в основном работают специалисты нашей компании, при содействии партнёров и консультантов из России и зарубежья. Например, Японии, где Indoor-навигация уже достаточно развита. В Японии из-за плотной застройки эта технология нужна как воздух, поэтому её развивают как коммерческие компании, так и Японское космическое агентство (Japan Aerospace Exploration Agency, JAXA).

– Есть ли реальная отдача, кроме выделения гранта, от работы компании с фондом «Сколково»?

– Председатель космического кластера «Сколково» Сергей Жуков и директор по развитию кластера Дмитрий Пайсон – авторитетные в отрасли эксперты. С ними мы начали обсуждать возможность внесения предложений о дополнении стандарта ГЛОНАСС. В инфраструктурной Indoor-навигации в Японии используются «маяки». Им присваиваются идентификационные коды, аналогичные тем, что имеют спутники GPS и японского дополнения к ней – спутниковой группировки Quasi-Zenith Satellite System. Для того чтобы различать спутниковый сигнал и сигнал «маяка», потребовалось выделение «маякам» специальных PRN-кодов *1) на уровне властей США. Но эти «маяки» привязаны не к американской GPS, а к японской QZSS.

Если реализовывать в России инфраструктурную Indoor-навигацию, то нужна привязка «маяков» к системе ГЛОНАСС. Должна быть привязка к стандарту ГЛОНАСС в виде его расширения. Понимание того, что Indoor-навигация может стать одним из вариантов монетизации ГЛОНАСС на массовом рынке, позволит нам быстрее решить этот вопрос. Наши коллеги из космического кластера «Сколково» понимают необходимость решения этой задачи и помогают нам.

– Чем важна технология позиционирования внутри помещений? Кто её основной потребитель?

– Навигация внутри помещений будет полезна каждому пользователю смартфона или планшетного компьютера. Сегодня многие садятся в автомобиль и, не задумываясь, включают навигатор, потому что он может проложить оптимальный маршрут от пункта «А» в пункт «Б» в данный момент времени, с учётом пробок и ситуации на дороге. Аналогичную пользу можно получить при Indoor-навигации. Телефон, который только что использовался в качестве навигатора в машине, поможет найти пользователю полку с конкретным товаром в магазине, регистрационную стойку в аэропорту, конкретный экспонат в музее, свободное место на парковке, секцию на складе и т.д. Он ведёт пользователя внутри помещения в точности туда, куда нужно.
Здесь же можно использовать и проактивные сервисы, которые учитывают профиль интересов конкретного человека. Когда пользователь формирует поисковый запрос, а смартфон предоставляет необходимую информацию – это пассивный сервис. Проактивный сервис сам подсказывает, где найти продукт, который может заинтересовать конкретного пользователя. Это location-based service (LBS), то есть сервис, основанный на знании положения конкретного человека и его предпочтениях. В обычной навигации по GPS, так называемой OutDoor, проактивные сервисы уже реализованы в некоторых приложениях для мобильных телефонов – показывают, какие кафе, рестораны, торговые центры, кинотеатры располагаются поблизости, когда человек находится на улице, в зоне прямой видимости спутников.

Примерно то же самое будет и с Indoor-пространством там, где спутники телефону не видны. Система будет понимать, что пользователь находится в конкретном магазине, что вокруг него располагаются товары и другие потенциально интересные ему объекты. Indoor-навигация открывает большие возможности для location-based advertising *2) (LBA). Это геоконтекстная реклама, то есть вид рекламы, основанный на показе пользователям мобильных устройств рекламных сообщений, соответствующих текущему местоположению пользователей. Исследования говорят, что рынок такой рекламы измеряется миллиардами долларов.
Для того чтобы он начал рост, нужна технология позиционирования с высокой точностью. Поскольку сообщить пользователю, что необходимый товар имеется в конкретном магазине, недостаточно, хорошо бы подвести пользователя непосредственно к полке. Когда эта возможность появится, рынок LBA взлетит.

– Кто будет вносить нужные данные в пользовательские приложения?

– На первом этапе, скорее всего, доминировать будут частные LBS. Это происходит уже сегодня. Такие сервисы создают поставщики товаров и услуг, которые хотят их продвинуть в конкретном месте, разработчики мобильных геосервисов, которые хотят их сделать полезными, популярными и, в конечном итоге, их монетизировать. В дальнейшем, скорее всего, произойдёт укрупнение сервисов. Появятся LBS-платформы, поисковые сервисы, агрегаторы геотаргетированных услуг и рекламы. Ситуация будет развиваться аналогичным образом, что и в области платформ для Интернет-рекламы.

– Но всё же на первом этапе, когда рынок будет только формироваться, вы будете заниматься этим вопросом?

– Нет, нужно чётко понимать, что мы не делаем сам сервис. Мы технологическая компания. Наша задача – обеспечить высокоточную Indoor-навигацию. Мы не LBS-компания. Мы те, кто делает возможным использование гиперлокальных сервисов и рекламы. По-английски это называется enabler.

– Каковы сферы применения этой технологии сегодня, завтра, в отдалённой перспективе? Для поиска каких объектов она может использоваться?

– Есть два основных направления использования Indoor-навигации. Это Geo-fencing – предоставление информации об акциях, мероприятиях, товарах, услугах внутри зоны, в которой находится пользователь, и Geo-aware – уведомление пользователя при его приближении к какому-то месту.

Indoor-технологии помогут с поиском конкретных товаров в магазине с точностью до полки, осуществят поиск свободных парковочных мест, поиск стоек регистрации в аэропортах, проведут аудиоэкскурсию в музее. Остановимся, например, на последнем. Сейчас в большинстве музеев доступна услуга аудиовидеогида, когда на руки выдается гарнитура с записью экскурсии. Но в этих же целях можно использовать и свой собственный телефон. Если он будет знать место пользователя с точностью до метра, нет ничего сложного в том, чтобы создать программу-аудиовидеогида и закачать её на телефон.

Indoor-навигация может использоваться и в социальной сфере. Программа, зная местоположение пользователя и его друзей, предложит встретиться, если поблизости есть знакомый. С точки зрения обеспечения безопасности, программа поможет отслеживать местоположение детей и больных родственников. А в случае необходимости вызова помощи, сообщит данные о местоположении пользователя с высокой точностью, не просто указав улицу и дом, но и этаж, и конкретное помещение, что особенно важно для быстрого поиска человека, который попал в беду.

– Какие технологии будут использоваться для определения местоположения объекта внутри помещений? Какие проблемы для нужд позиционирования в закрытых помещениях имеются у технологий GSM, Wi-Fi, спутниковой навигации?

– Мы в своём продукте планируем использовать как традиционные радиотехнологии, так и все возможные дополнительные. Раскрывать их я не буду, в этом и заключается наше «ноу-хау».
Основной проблемой Indoor-позиционирования является ограничение по точности любых радиотехнологий. Наибольшая точность достигается при использовании специально расставленных точек Bluetooth или Wi-Fi, когда эти точки представляют собой законченную, заранее спланированную инфраструктуру. Без нее Bluetooth-навигации нет вообще, а точность Wi-Fi-навигации не превышает 25 метров. При специально созданной Wi-Fi-инфраструктуре можно добиться точности в 3-5 метров, но это уже требует дополнительных затрат на создание и обслуживание инфраструктуры. Вместе с тем, Wi-Fi не создан для позиционирования, он создан для предоставления доступа в Интернет. Сегодня Wi-Fi актуален, а завтра придёт технология LTE (Long Term Evolution), и необходимость в такой плотной установке Wi-Fi-точек, возможно, отпадёт. Нужно использовать комбинацию всех доступных технологий, чтобы решить задачу точного позиционирования внутри помещений.

– Каким образом определяется положение пользователя при подключении к Wi-Fi-точке?

– Когда пользователь со своего мобильного устройства обращается к карте или другому гео-приложению через Интернет, приложение инициирует поиск всех видимых Wi-Fi-точек. Данные о них тут же отправляются устройством на сервер, где видимые точки сопоставляются с базой данных. В ответ высылаются примерные координаты пользователя. Проблема в том, что координаты Wi-Fi точек не известны точно и, кроме того, могут быстро меняться без предупреждения.

– Какие российские и зарубежные решения в области Indoor-технологий известны в настоящий момент?

– Большое количество международных технологических лидеров и стартапов заняты этой важнейшей задачей, и среди них есть даже пара отечественных стартапов в регионах, которые получили небольшую финансовую помощь из-за рубежа.

– Кто, на Ваш взгляд, является лидером рынка?

– Лидером рынка, по-моему, можно считать только того, кто добился в этой сложнейшей задаче практически полезного результата. Пока задача высокоточного Indoor-позиционирования не решена никем. Поэтому, собственно, и лидера в отрасли нет, а есть возможности для инноваторов. Если кто-то покажет, что он может без дополнительной инфраструктуры добиться точности позиционирования в три метра, тогда можно будет говорить о лидерстве этой компании. А тех результатов, которых добились ведущие мировые компании, мы тоже добились и даже превзошли.

Пионерами предыдущей волны были такие компании как Skyhook Wireless, Google и Яндекс, которые доказали принципиальную возможность позиционирования внутри помещений по Wi-Fi, но с недостаточной точностью.

– Компания Google реализует в США проекты по технологии Indoor в качестве бесплатных. Как и за чей счёт можно монетизировать эту услугу? И собираетесь ли это делать вы?

– Google работает во многих направлениях, делает картографию, пытается делать позиционирование внутри помещений, но пока не добился большей точности, чем его главный конкурент Skyhook. Skyhook лицензирует свою технологию производителям телефонов, компьютерной техники и делает это вполне успешно. Это первое направление возможной монетизации.

Второе направление получения денег – от поставщиков и агрегаторов LBS *3) и LBA.

– С точки зрения безопасности, насколько законен и осуществим сбор сведений для технологии Indoor?

– Существуют принятые правила. С этой точки зрения нет большой разницы в юридических аспектах позиционирования внутри помещений или на улице. Во-первых, клиент сам определяет, как использовать технологию позиционирования. Во-вторых, навигация направлена на массовый рынок. Так, для неё не нужны планы секретных помещений и закрытых военных объектов. Достаточно публичной информации о магазинах, офисах, вокзалах, которую либо заинтересован, либо даже обязан предоставить владелец этих зданий. Например, план эвакуации из здания, который по правилам безопасности должен быть доступен каждому посетителю.

– Имеются ли отраслевые стандарты в такой молодой отрасли как навигация внутри помещений?

– Стандарты GPS и ГЛОНАСС есть, а вот стандартов для Indoor-навигации нет. Точнее говоря, его нет нигде в мире, кроме Японии. Там есть стандарт для инфраструктурной Indoor-навигации. Этот стандарт устанавливает JAXA, и он привязан к стандартам спутниковых систем GPS и QZSS. Точность, установленная стандартом, составляет 10-20 метров.

Есть компании, которые заменяют спутниковую навигацию своими технологиями, вырабатывая свои стандарты, например компания Locata. Она создаёт навигационные системы для работы техники в карьерах. А вот для Indoor-навигации с помощью мобильных устройств стандарты пока не выработаны, что опять-таки создаёт возможности для инноваторов.

– Какие проблемы и препятствия законодательного, технического и иного характера имеются в направлении Indoor-технологий? В чём сложности внедрения?

– Indoor-навигация, не предполагающая инфраструктуры, не подпадает под ведение комиссии по радиочастотам. С этой точки зрения проблем быть не должно. Что касается инфраструктурных решений, то ГЛОНАСС пока, в отличие от GPS, их не предусматривает.

– В каких устройствах можно будет воспользоваться подобной услугой – в автонавигаторах, в смартфонах?

– Функция позиционирования постепенно проникает во все бытовые устройства, в телефоны, планшеты, ноутбуки, другую компьютерную технику. Но теперь она должна улучшиться до того, чтобы смартфон смог реально работать с навигацией внутри помещений.

– Как технология Indoor может использоваться для нужд автовладельцев?

– Автовладельцы сегодня пользуются различными типами навигационных устройств: автонавигаторами, телефонами, встроенными навигационными устройствами. Indoor-навигация поможет им искать свободные парковочные места, сможет использоваться как парктроник, поможет навигационному устройству не терять сигнал в тоннелях, под эстакадами, линиями электропередач и деревьями, где приём спутникового сигнала затруднён.

ПРИМЕЧАНИЯ:
1. Дальномерные коды. Используемые в GPS коды представляют собой бинарные коды, то есть последовательность из единиц и нулей (двухуровневый сигнал). Они имеют характеристики случайного естественного шума, но, в отличие от последнего, они легко контролируются и воспроизводятся средствами электроники. Использованием математического алгоритма или особого оборудования, называемого tapped feedback registers – ленточными регистрами с обратной связью, можно генерировать последовательности, которые не повторяются после некоторого выбранного интервала времени. Поэтому их называют псевдо-случайным шумом (Pseudo Random Noice, PRN). Каждому спутнику соответствует своя уникальная последовательность PRN, по которой спутник отождествляется аппаратурой пользователя, даже когда на его антенну одновременно приходят сигналы от нескольких спутников – известная техника связи множественного доступа с разделением по кодам (CDMA).
Точно такие же кодовые последовательности независимо воспроизводятся в GPS-приёмнике. Посредством совмещения ответной последовательности с принятой последовательностью и, зная момент времени, когда сигнал был передан спутником, можно вычислить время прохождения и, следовательно, дальность r = ct (с – скорость света).
PRN-коды GPS имеют дополнительные полезные свойства. Когда приёмник обрабатывает сигналы от одного спутника, важно чтобы не мешали сигналы, принятые одновременно от других спутников. PRN-коды GPS специально были выбраны так, чтобы они были устойчивыми к взаимной интерференции. Кроме того, использование PRN-кодов даёт в результате сигнал, который имеет определённую степень невосприимчивости к непреднамеренному или обдуманному подавлению другими радиосигналами.
PRN бывает двух типов: первый, C/A-код (Coarse Acquisition code – грубый код) используется в гражданских приёмниках, второй, Р-код (Precision code – точный код), используется в военных целях, а также, иногда, – для решения задач геодезии и картографии. Частота L1 модулируется как С/А, так и Р-кодом, частота L2 существует только для передачи Р-кода. Кроме описанных, существует ещё и Y-код, представляющий собой зашифрованный Р-код (в военное время система шифровки может меняться).

2. Геоконтекстная реклама (англ. Location-based advertising, LBA) – вид рекламы, основанной на показе рекламных сообщений в приложениях на мобильных телефонах и веб-сайтах с учётом точного текущего местоположения пользователей или географии их интересов.
Реклама показывается пользователю при приближении к рекламируемому объекту (в приложениях на мобильных телефонах или навигаторах) или в результате геоконтекстного поиска на карте (на веб-сайтах). Также существуют реализации, когда рекламное сообщение передаётся непосредственно на мобильный телефон, находящийся в зоне интереса рекламодателя или показывается, например, на экране, установленном в общественном транспорте.

3. LBS (location based services – англ.) или сервисы, основанные на местоположении, отличаются от простых мобильных сервисов тем, что используют информацию о местоположении мобильного устройства. Карты, автопилоты и нахождение людей – примеры LBS.

Корр. «Интерфакса-АВН» Дмитрий СТРУГОВЕЦ, специально для «ВГ»

Статья из журнала "Вестник ГЛОНАСС" (Апрель, 2013, Специальный выпуск)

Перепечатка в полном или частичном виде возможна с обязательной активной ссылкой на источник vestnik-glonass.ru