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        常用的GPS定位儀
        發布人:zzxbg    發布時間:2010-10-28 12:21:35    
        1.汽車導航儀

          計算機和通信的發展使人們的生活更加快捷、輕松,汽車導航和移動辦公已風靡全球,并逐漸成為現代社會中不可缺少的部分。在日本、美國等國家,為了方便用戶,很多汽車制造商在車輛出廠時就裝配了導航和移動辦公設備。在我國,類似產品的研制工作剛剛起步。

          汽車導航儀是集計算機、通信導航、地圖信息為一體的高科技產品,通常它都具備筆記本PC的基本功能,可以方便地駁接網絡、發送傳真和數據通信;并且內置GPS接收器,提供GPS天線接口,裝載定位導航軟件,利用接收到的GPS衛星信號為車輛提供全天候、全時域位置信息,并可以在屏幕上顯示當時車輛運行情況。用戶可以預先自定義行進路線、路旁標記和航路點,保存預先設定的路線或已走過的路線,以便再次查詢。通過查詢電子地圖,用戶能了解某地區的地理環境和交通狀況,增加對未來旅途的預測,當發現了一些原地圖中沒有的道路,可以通過“記錄新路”來更新地圖。

        2.GPS手持機

          GPS手持機是利用GPS基本原理設計而成的,體積小巧、攜帶方便、獨立使用的全天候實時定位導航設備。好的手持機必備的條件是:靈敏度高,存貯量大,外部接口齊全。

          GPS手持機按用途可分為陸用型、空用型、海用型。圖2是一款陸用型GPS手持機。陸用型一般沒有內置地圖,主要利用航路點記錄,選擇相應航路點可自動生成路線。內置天線使得機型小巧,它是應用最廣的GPS設備;空用型提供全球空域圖和地域圖,靈敏度極高,適用于在高速行進的飛機中定位;海用型內置全球海圖,超大屏幕,提供可固定在船體上的配套支架和天線。

         GPS接收器的知識

        1.坐標

          描述你的位置的一組數值,一般有緯度(北或南)和經度(東或西)。UTM坐標系以米為單位測量你離赤道(北或南)和本初子午線(東或西)的距離。另外一個坐標系MGPS (Military Grid Reference By Stem)也基于UTM,但是把UTM坐標分隔得更細了,它只用在軍用的GPS接收器上。

        2.2維和3維坐標

          你的平面位置,例如經度和緯度,稱做2維坐標,至少需要3顆GPS衛星的數據來定位2維坐標。如果因為樹木、山峰或建筑物擋住了衛星,你可能只能得到2維坐標。 緯度、經度和速度稱為3維坐標,確定它需要至少4顆衛星。幾乎所有GPS接收器都以提供3維坐標做為標準。

        3.路旁標記和航路點

          你可以把一個位置存儲為一個路旁標記(landmark)或航路點(waypoint)。它可以是你途中定位的一個位置,也可能是你輸入的一個坐標或其他位置,例如目的地。GPS設備會給它一個名稱,例如LMKOZ,你也可以用一個容易記住的名稱重新命名。

        4.位置

          當你的接收器根據GPS衛星的信息標出了你的坐標后,它會確定你的位置。許多GPS設備允許你選擇標記或存儲你的現在位置做為路旁標記或航路點。一些甚至允許你為位置命名或添加一個圖標。

        5.路線

          路線包括開始位置和目的地,同時也有途徑的地點。一條路線上的兩點之間稱為航段。一條路線可由一個或若干個航段組成。如果你徒步旅行,你可以輸入一條路線,其中包括方向、計劃休息的地點或宿營地,還有你的目的地。有一些GPS 設備允許你反向跟蹤路線或設置逆向路線。

        路線主要有兩種用途:

          1)如果你去探險或旅行,你可以從高速路地圖或一些地圖軟件中獲取地點的坐標。這在以后的旅行中很有用。一些 GPS接收器允許在計算機上設計你的旅線,然后把它載入你的GPS接收器;

          2)如果你拿著GPS接收器旅行時記錄下你走過的地點,回家后可以復制或者下載你的路線并且找出最有價值的景點的位置,或者最適合釣魚的地點,或者你看見一只珍稀小鳥的地點,或者你在惡劣天氣藏身的巖洞位置。如果有隊員受傷了,救援隊就可以根據確切的坐標找到傷員所在的地方。搜索救援人員可以下載完整的路線來知道探險隊所在的位置。

        6.高度

          如果有足夠的GPS衛星可見,一些GPS設備可提供高度信息(海拔)。由于GPS系統本身的特點,高度不如平面坐標那么精確。

        7.航向

          這是反映沿水平方向GPS接收器移動的方向,并不需要你把GPS接收器確切地指向這個方向。在你移動時可以看到這個值,航向的值是按0~359度順時針方向分布的,和指南針的值相對應。

        8.方位角

          如果你選定了一個路旁標志或航路點,想知道從你現在所處位置到它的方向,你就需要知道方位角的值。它是從北方向算起沿順時針分布的值。如果到你的目的地的方位角是270度,而你的移動方向是240度,你的航線就和目的地有30 度的偏差。如果你是在坐火車,這可能沒關系,但如果這個偏差值很大,你需要查看一下地圖,說不定你的路線錯了。

        9.操作要點

          大部分GPS接收器是很容易安裝和使用的,用戶手冊可幫你快速學會怎樣裝電池、確定初始位置或輸入一個位置等。

          當你在一個新的地點首次開啟GPS接收器時,如果輸入一個估計的大概位置(例如鄰近的大城市的坐標)將有助于你的設備快速得出衛星所在位置,從而快速定位。如果設備是冷啟動的,或者你不在你最后一次存貯位置的附近,一般可能需要15分鐘定位;但是,如果你給它一點提示,或者你在上一次存貯位置的附近,一般需要3~5分種定位。

          向GPS接收器中輸入數據的方式因設備而異,有些是用菜單結合上、下箭頭選擇的,有些設備則像使用電話機的鍵盤一樣簡單。

        10.常見功能

          大多數GPS設備的面板上都有一些按鈕,引導你到不同的操作選項。也許它們的名稱不太一樣,但功能都是類似的。它們可能是讓你瀏覽一個導航畫面、查看可用的衛星信號,檢查位置目錄、清單或者到選定目標的方向。最主要的功能就是顯示你的位置,包括當前坐標、海拔和時間,如果選定了目的地或路線,它還指示通往目的地的方向。其他常用的功能有導航、菜單、衛星狀態、路旁標志或航路點清單/路線清單、設置選項、距離、偏航、上次定位地點、日出/日落時間等。 結合地圖使用 不同的地圖使用不同的坐標系,美國地理最常用的兩種地圖是: 1. LAT/LONG矢量地圖:包括經度、緯度、分和秒; 2. UTM柵格地圖,以米為單位。 LAT/LONG是我們最熟悉的形式,地球從赤道到極點的位置被等分為0~90度的北緯或南緯(地球儀上的平行線),而地球從東向西等分為從0~360度的經度(地球儀上的弧線),通過英國格林威治的線,稱為本初子午線。用這種坐標人工計算出兩點之間的距離是很難的,因為我們生存的地球是橢圓的。

          UTM坐標是那些需要精確距離信息的地圖使用者的首選。這個坐標系選擇一條子午線,標明你在它東面或西面多少米,還有你在赤道南面或北面多少米。

          大部分GPS設備在設置時允許你選擇LAT/LONG或UTM或其他坐標系作為你的坐標系,當你有了你所在位置的坐標,你可以在地圖上查找,從而得知你所在位置的確切地址。當你在地圖上找到了目的地時,你可以輸入它們的坐標到你的GPS接收器中以形成一條路線?梢岳猛该鞯乃芰铣咦釉赥OPO地圖或UTM地圖上測量,這樣更容易估計一個位置的坐標,一些GPS設備有這樣的功能:你可以測量一個位置到地圖右下角的距離,然后用地圖名和刻度為這個位置命名。

         GPS接收器的性能指標

        (1).衛星軌跡

           這里有24顆GPS衛星沿六條軌道繞地球運行(每四顆一組),一般不會有超過12個衛星在地球的同一邊,大多數GPS接收器可以追蹤8~12顆衛星。計算LAT/LONG(2維)坐標至少需要3顆衛星。再加一顆就可以計算3維坐標。對于一個給定的位置,GPS接收器知道在此時哪些衛星在附近,因為它不停地接收從衛星發來的更新信號。

        (2).并行通道

          一些消費類GPS設備有2~5條并行通道接收衛星信號。因為最多可能有12顆衛星是可見的(平均值是8),這意味著GPS接收器必須按順序訪問每一顆衛星來獲取每顆衛星的信息。

        市面上的GPS接收器大多數是12并行通道型的,這允許它們連續追蹤每一顆衛星的信息,12通道接收器的優點包括快速冷啟動和初始化衛星的信息,而且在森林地區可以有更好的接收效果。一般12通道接收器不需要外置天線,除非你是在封閉的空間中,如船艙、車廂中。

        (3).定位時間

          這是指你重啟動你的GPS接收器時,它確定現在位置所需的時間。對于12通道接收器,如果你在最后一次定位位置的附近,冷啟動時的定位時間一般為3~5分鐘,熱啟動時為15~30秒,而對于2通道接收器,冷啟動時大多超過15 分鐘,熱啟動時為2~5分鐘。

        (4).定位精度

          大多數GPS接收器的水平位置定位精度在20m~30m左右,但這只是在SA沒有開啟的情況下,有些GPS接收器聲稱它們可以達到這個精度,但是往往有一個小小的標簽附在后面:“在SA關閉時”。

        你可能會發現,大多數GPS生產商不怎么提及“高度”的精度,因為這是GPS設備中精度最沒有保證的方面。據我所知,幾乎所有的GPS設備(除非那些專為航海定制的在海拔為0m的海平面上使用的設備)在4顆衛星可見的情況下,可以定位高度,但是偏差可能達到3倍。30m的精度意味著什么?這意味著,當SA關閉時,從統計的角度講,你的平面定位的位置距離你的實際位置在30m之內的概率是95%。GPS接收器工作時是依靠衛星信號到達GPS接收器的時間來定位的(時間X光速=距離)。對于高度讀數,這意味著精度在45~100m之間的概率是95%。

          如果政府開啟了SA(為了安全原因,而且幾乎是所有時間都開啟著),水平精度在100m之內的概率是95%,高度在300m之內的概率是95%,這可能比你期望值高很多,但不影響你找到想去的街道或那條河流。

        (5). DGPS功能

          為了將SA和大氣層折射帶來的影響降為最低,有一種叫做DGPS發送機的設備。它是一個固定的GPS接收器(在一個勘探現場100km~200km的半徑內設置)接收衛星的信號,它確切地知道理論上衛星信號傳送到的精確時間是多少,然后將它與實際傳送時間相比較,然后計算出“差”,這十分接近于SA和大氣層折射的影響,它將這個差值發送出去,其他GPS接收器就可以利用它得到一個更精確的位置讀數(5m~10m或者更少的誤差)。

          許多GPS設備提供商在一些地區設置了DGPS發送機,供它的客戶免費使用,只要客戶所購買的GPS接收器有 DGPS功能。

        (6).信號干擾

          要給予你一個很好的定位,GPS接收器需要至少3~5顆衛星是可見的。如果你在峽谷中或者兩邊高樓林立的街道上,或者在茂密的叢林里,你可能不能與足夠的衛星聯系,從而無法定位或者只能得到二維坐標。同樣,如果你在一個建筑里面,你可能無法更新你的位置,一些GPS接收器有單獨的天線可以貼在擋風玻璃上,或者一個外置天線可以放在車頂上,這有助于你的接收器得到更多的衛星信號。

        (7).物理指標

          選購GPS設備時,大小、重量、顯示畫面、防水、防震、防塵性能、耐高溫、耗電等物理指標都要考慮在內。

           
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