影響GPS設(shè)備定位速度的因素有哪些
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- 2017-04-21 10:48:09
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全球定位系統(tǒng)有四種，分別為美國(guó)GPS全球定位系統(tǒng)、中國(guó)的北斗定位系統(tǒng)、俄羅斯的Glonass定位系統(tǒng)和歐洲的伽利略定位系統(tǒng)。目前北斗定位系統(tǒng)已經(jīng)可以提供亞太地區(qū)的導(dǎo)航服務(wù)，本文就簡(jiǎn)單的探討一下GPS的定位原理。
GPS定位系統(tǒng)的組成
GPS定位系統(tǒng)主要由覆蓋全球的24顆衛(wèi)星組成，其中包括21顆工作衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi)星。這些衛(wèi)星被平均分布在6個(gè)軌道平面內(nèi)，猶如“人造星座”一般懸浮在距離地面2.02萬(wàn)公里的空中。它們每隔12小時(shí)圍繞地球旋轉(zhuǎn)一周，以確保在任意時(shí)刻、任意地點(diǎn)都能夠觀測(cè)到4顆以上的衛(wèi)星。這些衛(wèi)星任勞任怨地在預(yù)設(shè)的軌道上周而復(fù)始地移動(dòng)，而且無(wú)時(shí)無(wú)刻不在通過(guò)衛(wèi)星信號(hào)向全世界廣播自己當(dāng)前位置的坐標(biāo)信息，同時(shí)還會(huì)附加上該數(shù)據(jù)包發(fā)出時(shí)的時(shí)間戳。
此外，衛(wèi)星廣播的信號(hào)中包含載波、測(cè)距碼和數(shù)據(jù)碼等信息，其中測(cè)距碼分為粗碼C/A碼和精碼P碼。C/A碼的精度約100米，主要用于民用設(shè)備，而P碼的精度小于10米，僅為美國(guó)軍方服務(wù)。這一點(diǎn)無(wú)需多言，大家都明白。
GPS設(shè)備是如何定位的
前文提到過(guò)，GPS衛(wèi)星廣播信號(hào)的數(shù)據(jù)包中含有時(shí)間戳，當(dāng)GPS設(shè)備(如車載GPS、智能手機(jī))接收到數(shù)據(jù)包后，會(huì)用當(dāng)前時(shí)間(GPS設(shè)備所顯示的時(shí)間)減去時(shí)間戳上的時(shí)間，從而得到數(shù)據(jù)包在空中傳輸所用的時(shí)間值。根據(jù)我們?cè)诔踔形锢砭蛯W(xué)過(guò)的“距離=速度*時(shí)間”計(jì)算公式，用這個(gè)時(shí)間值×它的傳輸速度，就是數(shù)據(jù)包在空中傳輸?shù)木嚯x，也就是該衛(wèi)星到GPS設(shè)備間的距離了。
根據(jù)立體幾何的知識(shí)，只要確定了GPS設(shè)備與三顆衛(wèi)星之間的距離就能實(shí)現(xiàn)定位了。但實(shí)際上，GPS設(shè)備必須在搜到四顆衛(wèi)星時(shí)才能正常工作，這是為什么呢？原來(lái)，GPS衛(wèi)星廣播信號(hào)的傳輸速度會(huì)受到空中電離層的影響而出現(xiàn)誤差，為了確保定位的精準(zhǔn)無(wú)誤，必須加入一組額外的距離數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行校正，這也就是為什么必須有四顆衛(wèi)星才能定位的原因。
影響GPS設(shè)備定位速度的因素有哪些
回到正題，GPS衛(wèi)星的廣播信號(hào)無(wú)處不在，影響手機(jī)定位速度的關(guān)鍵則是其對(duì)衛(wèi)星廣播信號(hào)的接收靈敏度，以及對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行解碼、編譯的效率?？梢?，手機(jī)內(nèi)置的GPS導(dǎo)航芯片和接收天線的設(shè)計(jì)才是核心。專業(yè)GPS導(dǎo)航儀的定位速度普遍優(yōu)于手機(jī)，就是源于這類設(shè)備有足夠的空間來(lái)優(yōu)化天線，并采用了SiRF等高端品牌的GPS接收芯片。
為了盡可能提升定位速度，手機(jī)也有自己的殺手锏：A-GPS。借助其可以隨時(shí)隨地聯(lián)網(wǎng)的特性，依靠下載網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器端所存儲(chǔ)的最新星圖(24顆衛(wèi)星當(dāng)前大致的軌道信息，48小時(shí)一更新)，可提高靠GPS芯片自身接收、解碼衛(wèi)星廣播信號(hào)中包含位置信息的效率。
很多網(wǎng)站上都有通過(guò)修改gps.conf配置文件來(lái)提升GPS定位速度的教程。這個(gè)配置文件的作用就是優(yōu)化A-GPS服務(wù)器的相關(guān)信息，從而更快的輔助GPS定位。但是，配置文件僅能起到輔助效果，如果手機(jī)內(nèi)的GPS芯片和天線設(shè)計(jì)不給力，修改配置文件的效果也會(huì)大打折扣，而對(duì)那些定位速度本身就很快的手機(jī)而言，即便你將gps.conf文件刪除同樣可以實(shí)現(xiàn)秒定。
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