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GPS bluetooth + cellphone

【GPS了解】
注意,这项服务是免费的! 收费的是导航软件,地图更新等等。
GPS gloabal Positioning System,这玩意是美国人搞的。主要分三大块,地面的控制站、天上飞的卫星、咱们手里拿的接收机。

设备
      大个的都是老美给咱准备好的,地上,有一个主控制站,在老美的本土了,在科罗拉多。三个地面天线,五个监测站,分布在全球。主要是收集数据,计算导航信息,诊断系统状态,调度卫星这些杂事。天上,有27颗卫星,距离地面20200公里。27颗卫星有24颗运行,3颗备用。这些卫星已经更新了三代五种型号。卫星发射两种信号:L1和L2。L1:1575.42MHZ, L2:1227.60MHZ。卫星上的时钟采用铯原子钟或铷原子钟,计划未来用氢原子钟,比手表准。 手里,就是接收机了。大大小小,千姿百态,有袖珍式、背负式、车载、船载、机载什么的。一般常见的手持机接收L1信号,还有双频的接收机,做精密定位用的。

工作原理
      简单说:这些卫星定期,每两秒,向地球方向发送一条广播信息,里面只有两个信息:卫星编号和卫星发送此信号的时间。GPS设备其实就是一个接受器,它根据本地时间就可以知道无线电信号花费多少时间从卫星到自己,把时间乘以光速就可以知道自己距离这颗卫星有多远。 GPS可以“下载”每颗卫星的详细轨道信息,这样在任何时刻,只要给出一个卫星的编号,我们就可以知道卫星的准确位置。由此可推断出自己的位置在以卫星为中心,无线电信号传播距离为半径的圆上。所以,需要至少三颗卫星才能定位: 因为三个圆只有一个交点。 两个卫星有两个交点。但是由于大气层对于无线电信号的影响,建筑物或者大山的干扰,一般需要第4颗来“确认”。此外,由于这些干扰因素,一般GPS要用1分钟左右的“平均值”来进一步去处可能的误差。

      因为GPS设备需要知道天上都有哪些卫星(好根据轨道判断卫星在哪里),所以GPS一般会记录自己头顶上出现过的卫星的轨道信息。但是这些信息每6小时失效一次,所以如果6个小时之内GPS一直处于关机状态,重新打开时GPS必须重新下载卫星的轨道信息,所以就会很慢,一般要2-3分钟。由于卫星本身会根据自己观测的天气状况对信号进行调整,所以如果3小时都没有开机,GPS也要花费时间(30秒)左右重新获得矫正信息。
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结论:
1。 第一次开机后等3分钟;
2。 需要读数的时候,最好在5分钟休息的中间读取。
3。 GPS推荐放在肩上,放在口袋里会影响信号,在室内或者峡谷中恐怕无法工作。

关于GPS接收机 
      GPS现在一般都是12通道的,可以同时接收12颗卫星。早期的型号,比如GARMIN 45C就是8通道。GPS接收机收到3颗卫星的信号可以输出2D(就是2维)数据,只有经纬度,没有高度,如果收到4颗以上的卫星,就输出3D数据,可以提供海拔高度。

关於定位精度 
      谈到定位精度,就得说说SA和AS.       什么是SA,AS呢?别急, 这还得从头说起,要不然你也不好明白。 GPS的信号有两种C/A码,P码。     C/A码的误差是29.3m到2.93米。一般的接收机利用C/A码计算定位。美国在90代中期为了自身的安全考虑,在信号上加入了SA (Selective Availability),令接收机的误差增大,到100米左右。在2000年5月2日,SA取消,所以,咱们现在的GPS精度应该能在20米以内。 P码的误差为2.93米到0.293米是C/A码的十分之一。但是P码只能美国军方使用,AS(Anti-Spoofing),是在P码上加上的干扰信号。        总之,老美也是挺累的。发了一大堆卫星用于军用定位。然后觉得不值,想赚点钱,于是开发信号给民用,精度还不能太高,可精度低了大家又开骂。因为GPS掌握在老美的手中,虽说免费使用,可是其他国家用着也不踏实,前几年打阿富汉时,美国就把该地区的GPS信号做了处理,定位精度变低。      俄罗斯有自己的卫星定位系统,全球导航卫星系统(GLObal NAvigation Satellite System)。欧洲也要发展自己的定位系统NAVSAT。中国也有自己的卫星定位,叫北斗,是双星系统,只能定位自己国家和附近的地区,而且目前只用于军方。

GPS的设置
GPS拿到手,如果是新机器要定位,上次已经提到了。另外,还有一些设置,常用的有坐标系、地图基准、参考方位、公制/英制、数据接口格式什么的。
1).坐标系:常用的是LAT/LON和UTM。LAT/LON就是经纬度表示,UTM在这里就不管他了。
2).地图基准:一般用WGS84。
3).参考方位:就是北在哪里。北在哪里呢?实际上有两个北,磁北和真北呀(简称CB和ZBY)。 指南针指的北就是磁北,北斗星指的北就是真北。两者在不同地区相差的角度不一样的,地图上的北是真北。
4).公制/英制:自己选吧,常用公制。 
5).数据接口格式:GPS可以输出实时定位数据让其他的设备使用,这就牵扯到了数据交换协议。几乎现在所有的GPS接收机都遵循美国国家海洋电子协会(National Marine Electronics Association)所指定的标准规格,这一标准制订所有航海电子仪器间的通讯标准,其中包含传输资料的格式以及传输资料的通讯协议。

GPS的数据表示
再讲讲数据表示吧。一般从GPS得到的数据是经纬度。经纬度有多种表示方法。 1.) ddd.ddddd, 度 . 度的十进制小数部分(5位) 2.) ddd.mm.mmm,度 . 分 . 分的十进制小数部分(3位) 3.) ddd.mm.ss, 度 . 分 . 秒
一度是多远呢? 在LAT/LON坐标系里,纬度是平均分配的,从南极到北极一共180个纬度。地球直径12756KM,周长就是12756*PI,一个纬度是 12756×PI /360 = 111.133 KM (先说明白,不精确啊)。 经度就不是这样啦,只有在纬度为零的时候,就是在赤道上,一个经度之间的距离是111.319KM,经线随着纬度的增加,距离越来越近,最后交汇于南北极。大家想想,没错吧。所以经度的单位距离和确定经度所在的纬度是密切相关的,简单的公式是: 经度1°长度=111.413cosφ,在纬度φ处。 (这个公式也不精确呀,大約吧)


GPS芯片的发展和展望
  2003年以后GPS芯片产业如雨后春笋般呈现出一种蓬勃发展的局面。目前设计生产GPS芯片的厂家超过10家,包括美国SiRF(瑟孚)、Garmin(高明)、摩托罗拉、索尼、富士通、飞利浦、Nemerix、uNav、uBlox等。
  2005年SiRF收购了摩托罗拉的GPS芯片业务,未来将合作在摩托罗拉的智能手机中集成GPS功能。无独有偶,高通公司在增强型3G手机芯片CDMA2000 EV-DO中也设计了集成的GPS功能。Nextel公司也正在使用SiRF的技术来实现其手机中的GPS功能。
  美国已经通过了法律,要求移动电话制造商在2007年必须把GPS接收机集成到产品中去,以提供定位和紧急呼叫功能,2007年已经是3G的**。可见,尽管现在集成GPS功能的手机尚未进入主流市场,但是将来3G手机的中高端机型会普遍集成GPS功能。
  2005年7月,以归国博士周文溢为核心的5名海外学人创业的西安华迅公司也推出了国内第一块GPS芯片。
  尽管厂商林立,目前在非独立式GPS领域中SiRF的地位就如同PC产业中的英特尔,主流产品几乎全部采用SiRF芯片。因此,读者只要了解SiRF芯片的几个主要型号就可以了解非独立式GPS的核心技术差异。
  另外,Garmin在独立式GPS设备市场中占有半壁江山,主要采用Garmin自己的芯片产品。Garmin公司很像IT领域中的IBM,从地图软件到GPS设备、到核心芯片,是一个产业垂直集成的公司。在一些非独立式GPS领域,Garmin也使用SiRF的芯片。
  新兴的GPS芯片公司几乎在原有市场中都很难有立足之地,他们把目光主要瞄准了未来集成GPS的各种IT设备,如手机、数码相机、PDA、笔记本电脑,甚至U盘。
  如果和计算设备集成在一起,GPS芯片的很多功能可以通过软件完成,成本可以进一步降低。早在2004年SiRF公司就已经推出了这样的简化产品??软件GPS。近期飞利浦也发布了类似产品,可以支持ARM处理器、Xscale处理器、x86处理器,完成各种GPS处理任务。集成的软件GPS成本只有4~5美元。

GPS 的热启动 冷启动和温启动
冷启动:以下几种情况开机均属冷启动。初次使用时;电池耗尽导致星历信息丢失时;关机状态下将接收机移动1000公里以上距离。
温启动:距离上次定位的时间超过两个小时的启动。
热启动:距离上次定位的时间小于两个小时的启动。

引用:
http://www.haokanbu.com/story/86375/
http://hi.baidu.com/%CA%AF%D2%FB%D3%F0/blog/item/6cd1f2eb9fa450dbd539c9bc.html

 

posted @ 2009-04-27 18:07  DylanWind  阅读(585)  评论(0编辑  收藏  举报