GPS介紹及在手機中的應用

1、GPS介紹及在手機中的應用定義利用GPS定位衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)實時進行定位、導航的系統(tǒng)，稱為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，簡稱GPS。GPS是由美國國防部研制建立的一種具有全方位、全天候、全時段、高精度的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，能為全球用戶提供低成本、高精度的三維位置、速度和精確定時等導航信息，是衛(wèi)星通信技術在導航領域的應用典范，它極大地提高了地球社會的信息化水平，有力地推動了數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展。簡介GPS可以提供車輛定位、防盜、反劫、行駛路線監(jiān)控及呼叫指揮等功能。要實現(xiàn)以上所有功能必須具備GPS終端、傳輸網(wǎng)絡和監(jiān)控平臺三個要素。發(fā)展最初的GPS計劃在美國聯(lián)合計劃局的領導下誕生，該方案將24顆衛(wèi)星放置在互成120度的三

2、個軌道上。每個軌道上有8顆衛(wèi)星，地球上任何一點均能觀測到6至9顆衛(wèi)星。這樣，粗碼精度可達100m，精碼精度為10m。由于預算壓縮，GPS計劃不得不減少衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量，改為將18顆衛(wèi)星分布在互成60度的6個軌道上，然而這一方案使得衛(wèi)星可靠性得不到保障。1988年又進行了最后一次修改：21顆工作星和3顆備用星工作在互成60度的6條軌道上。這也是GPS衛(wèi)星所使用的工作方式。GPS導航系統(tǒng)是以全球24顆定位人造衛(wèi)星為基礎，向全球各地全天候地提供三維位置、三維速度等信息的一種無線電導航定位系統(tǒng)。它由三部分構成，一是地面控制部分，由主控站、地面天線、監(jiān)測站及通訊輔助系統(tǒng)組成。二是空間部分，由24顆衛(wèi)星組成，

3、分布在6個軌道平面。三是用戶裝置部分，由GPS接收機和衛(wèi)星天線組成。民用的定位精度可達10米內(nèi)。3定位原理GPS導航系統(tǒng)的基本原理是測量出已知位置的衛(wèi)星到用戶接收機之間的距離，然后綜合多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可知道接收機的具體位置。要達到這一目的，衛(wèi)星的位置可以根據(jù)星載時鐘所記錄的時間在衛(wèi)星星歷中查出。而用戶到衛(wèi)星的距離則通過記錄衛(wèi)星信號傳播到用戶所經(jīng)歷的時間，再將其乘以光速得到（由于大氣層電離層的干擾，這一距離并不是用戶與衛(wèi)星之間的真實距離，而是偽距PR）。當GPS衛(wèi)星正常工作時，會不斷地用1和0二進制碼元組成的偽隨機碼（簡稱偽碼）發(fā)射導航電文?？梢奊PS導航系統(tǒng)衛(wèi)星部分的作用就是不斷地發(fā)射導航電文

4、。然而，由于用戶接受機使用的時鐘與衛(wèi)星星載時鐘不可能總是同步，所以除了用戶的三維坐標x、y、z外，還要引進一個t即衛(wèi)星與接收機之間的時間差作為未知數(shù)，然后用4個方程將這4個未知數(shù)解出來。所以如果想知道接收機所處的位置，至少要能接收到4個衛(wèi)星的信號。GPS定位的基本原理是根據(jù)高速運動的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會的方法，確定待測點的位置。如圖所示，假設t時刻在地面待測點上安置GPS接收機，可以測定GPS信號到達接收機的時間t，再加上接收機所接收到的衛(wèi)星星歷等其它數(shù)據(jù)可以確定以下四個方程式。4定位方式GPS定位分為單點定位和相對定位（差分定位）。單點定位就是根據(jù)一臺接收機的

5、觀測數(shù)據(jù)來確定接收機位置的方式，它只能采用偽距觀測量，可用于車船等的概略導航定位。相對定位（差分定位）是根據(jù)兩臺以上接收機的觀測數(shù)據(jù)來確定觀測點之間的相對位置的方法，它既可采用偽距觀測量也可采用相位觀測量，大地測量或工程測量均應采用相位觀測值進行相對定位。定位精度28顆衛(wèi)星(其中4顆備用)早已升空，分布在6條交點互隔60度的軌道面上，距離地面約20000千米。已經(jīng)實現(xiàn)單機導航精度約為10米，綜合定位的話，精度可達厘米級和毫米級。但民用領域開放的精度約為10米。定位方式及定位精度5移動定位技術一、基于網(wǎng)絡小區(qū)定位技術二、集成GPS三、輔助GPS（即A-GPS）6基于網(wǎng)絡小區(qū)定位技術基本原理：移動

6、通信網(wǎng)絡是由許多像蜂窩一樣的小區(qū)構成的，每個小區(qū)都有自己的編號?；诰W(wǎng)絡的小區(qū)識別定位技術，根據(jù)移動終端所處的蜂窩小區(qū)ID號確定用戶位置。這種定位精度取決于移動終端所處蜂窩小區(qū)半徑的大小，從幾百米到幾十公里不等，與其它技術相比，該技術精度最低基于小區(qū)網(wǎng)絡定位原理圖集成GPS定位需要手機內(nèi)置GPS模塊?；驹?GPS原理利用三維坐標中的距離公式，利用3顆衛(wèi)星組成3個方程式，解算出手機的位置(X,Y,Z)考慮到衛(wèi)星時鐘與手機時鐘之間的誤差，實際上有4個未知數(shù)，X、Y、Z和時鐘差，因而需要引入第4顆衛(wèi)星，形成4個方程式進行求解，從而得到手機的經(jīng)緯度和高程集成GPS集成GPS定位原理圖輔助GPS即A

7、-GPS，是網(wǎng)絡輔助的全球定位系統(tǒng)。AGPS定位仍然是基于GPS的。這種方法實際就是：小區(qū)識別定位 + 集成GPS定位 + 遠端數(shù)據(jù)計算 + 網(wǎng)絡信息傳輸A-GPS定位流程圖定位技術對比GPS冷啟動、熱啟動、暖啟動冷啟動：GPS接收機清空了所有歷史信息并重啟，然后它嘗試定位并鎖定衛(wèi)星，由于沒有先前信息，這將花去很長的時間。GPS接收機采用類似于輪詢的方法熱啟動：GPS接收機保存有其最后計算的可視衛(wèi)星的位置、almanac(歷書)和UTC時間，在重啟以后，GPS接收機以保存的上述內(nèi)容為基礎獲取和計算當前衛(wèi)星的最新位置。暖啟動：GPS接收機保存有最后計算的衛(wèi)星的位置、歷書和UTC時間，但保存的內(nèi)容不是當前可視衛(wèi)星的數(shù)據(jù)。GPS接收機重啟以后嘗試去獲得當前衛(wèi)星和信號并計算其新位置。接收機基于其最后的位置和歷書得以大概知道當前天空中的可視衛(wèi)星。 GPS啟動比較和小結(jié)熱啟動就是啟動時可視的衛(wèi)星信息和之前保存的信息是基本一致的。 暖啟動和熱啟動的區(qū)別在于經(jīng)管也保存了之前的衛(wèi)星信息，可視搜星的時候可視衛(wèi)星（當前衛(wèi)星）并不是以前記憶的信息的衛(wèi)星，但是保存的歷史信息仍然有利于快速定位當前衛(wèi)星。 冷啟動，最好理解，就是在沒有歷史信息的情況下一個一個輪詢的方式搜星定位，所需時間最長。測試注意事項 GPS定位時間標準如下:需要在空曠地方進行測試，測試機手握方式應正確，根據(jù)