如何使用 GPS 接收机
首先大家要弄清使用 GPS 时常碰到的一些术语:
1. 坐标 (coordinate)
有 2 维、3 维两种坐标表示,当 GPS 能够收到 4 颗及以上卫星的信号时,它能计算出本地的 3 维坐标:经度、纬度、高度,若只能收到 3 颗卫星的信号,它只能计算出 2 维坐标:精度和纬度,这时它可能还会显示高度数据,但这数据是无效的。大部分 GPS 不仅能以经 / 纬度 (Lat/Long) 的方式,显示坐标,而且还可以用 UTM(Universal Transverse Mercator) 等坐标系统显示坐标但我们一般还是使用 LAT/LONG 系统,这主要是由你所使用的地图的坐标系统决定的。
在 SA 关闭时 ,精度能达到 15 米左右 。高度的精确性由于系统结构的原因,更差些。经纬度的显示方式一般都可以根据自己的爱好选择,一般有 "hddd.ddddd","hddd*mm.mmm"" , "hddd*mm"ss.s"""( 其中的“ * ”代表“度”,以下同 ) 地球子午线长是 39940.67 公里,纬度改变一度合 110.94 公里,一分合 1.849 公里,一秒合 30.8 米,赤道圈是 40075.36 公里,北京地区纬在北纬 40 度左右,纬度圈长为 40075*sin(90-40), 此地经度一度合 276 公里,一分合 1.42 公里一秒合 23.69 米,你可以选定某个显示方式,并把各位数字改变一对应地面移动多少米记住,这样能在经纬度和实际里程间建立个大概的对应。大部分 GPS 都有计算两点距离的功能,可给出两个坐标间的精确距离。高度的显示会有英制和公制两种方式,进 GPS 的 SETUP 页面,设置成公制,这样在其他象速度、距离等的显示也都会成公制的了。
2. 航点 (Landmark or Waypoint)
GPS 内存中保存的一个点的坐标值。在有 GPS 信号时,你可以存储成一个易认的名字 ,还可以给它选定一个图标。航点是 GPS 数据核心,它是构成“航线” ( 见 3) 的基础。标记航点是 GPS 主要功能之一,但是你也可以从地图上读出一个地点的坐标,手工或通过计算机接口输入 GPS ,成为一个航点。一个航点可以将来用于 GOTO 功能 ( 见 5) 的目标,也可以选进一条航线 Route , ( 见 3) 作为一个支点。一般 GPS 能记录 500 个或以上的航点。
3. 航线 (ROUTE)
航线是 GPS 内存中存储的一组数据,包括一个起点和一个终点的坐标,还可以包括若干中间点的坐标,每两个坐标点之间的线段叫一条 " 腿 "(leg) 。常见 GPS 能存储 20 条线路,每条线路 30 条 " 腿 " 。各坐标点可以从现有航点中选择,或是手工 / 计算机输入数值,输入的路点同时做为一个航点 (Waypoint/Landmark) 保存。实际上一条航线的所有点都是对某个航点的引用,比如你在航点菜单下改变一个航点的名字或坐标,如果某条航线使用了它,你会发现这条航线也发生了同样的变化。可以有一条航线是 " 活跃 "(Activity) 的。“活跃”航线的路点是导向 ( 见 5) 功能的目标
。 4. 前进方向 (Heading)
GPS 没有指北针的功能,静止不动时它是不知道方向的。但是一旦动了起来,它就能知道自己的运动方向。 GPS 每隔一秒更新一次当前地点信息,每一点的坐标和上一点的坐标一比较,就可以知道前进的方向,请注意这并不是 GPS 头指的方向,它老人家是不知道自己的脑袋和运动路线是成多少度角的。不同 GPS 关于前进方向的算法是不同的,基本上是最近若干秒的前进方向,所以除非你已经走了一段并仍然在走直线,否则前进方向是不准确的,尤其是在拐弯的时候你会看到数值在变个不停。方向的是以多少度显示的,这个度数是手表表盘朝上, 12 点指向北方,顺时针转的角度。有很多 GPS 还可以用指向罗盘和标尺的方式来显示这个角度。一般同时还显示前进平均速度,也是根据最近一段的位移和时间计算的。
5. 导向 (Bearing)
导向功能在以下条件下起作用:
1.) 以设定 " 走向 "(GOTO) 目标。 " 走向 " 目标的设定可以按 "GOTO" 键,然后从列表中选择一个航点。以后 " 导向 " 功能将导向此航点
2.) 目前有活跃航线 (Activity route) 。活跃航线一般在设置 -> 航线菜单下设定。如果目前有活动航线,那么 " 导向 " 的点是航线中第一个路点,每到达一个路点后,自动指到下一个路点。
在 " 导向 " 页面上部都会标有当前导向路点名称 ("ROUTE" 里的点也是有名称的 ) 。它是根据当前位置,计算出导向目标对你的方向角,以与 " 前进方向 " 相同的角度值显示。同时显示离目标的距离等信息。读出导向方向,按此方向前进即可走到目的地。有些 GPS 把前进方向和导向功能结合起来,只要用 GPS 的头指向前进方向,就会有一个指针箭头指向前进方向和目标方向的偏角,跟着这个箭头就能找到目标。
6. 日出日落时间 (Sun set/raise time)
大多数 GPS 能够显示当地的日出、日落时间,这在计划出发 / 宿营时间时是有用的。这个时间是 GPS 根据当地经度和日期计算得到的,是指平原地区的日出、日落时间,在山区因为有山脊遮挡,日照时间根据情况要早晚各少半个小时以上。 GPS 的时间是从卫星信号得到的格林尼制时间,在设置 (setup) 菜单里可以设置本地的时间偏移,对中国来说,应设 +8 小时,此值只与时间的显示有关。
7. 航迹 (Plot trail)
GPS 每秒更新一次坐标信息,所以可以记载自己的运动轨迹。一般 GPS 能记录 1024 个以上足迹点,在一个专用页面上,以可调比例尺显示移动轨迹。足迹点的采样有自动和定时两种方式自动采样由 GPS 自动决定足迹点的采样方式,一般是只记录方向转折点,长距离直线行走时不记点;定时采样可以规定采样时间间隔,比如 30 秒、一分钟、 5 分钟或其他时间,每隔这么长时间记一个足迹点。在足迹线页面上可以清楚地看到自己足迹的水平投影。你可以开始记录、停止记录、设置方式或清空足迹线。“足迹”线上的点都没有名字,不能单独引用,查看其坐标,主要用来画路线图 ( 计算机下载路线 ?) 和“回溯”功能。很多 GPS 有一种叫做“回溯” (Trace back) 的功能,使用此功能时,它会把航迹转化为一条“路线” (ROUTE) ,路点的选择是由 GPS 内部程序完成的一般是选用航迹上大的转折点。同时,把此路线激活为活动路线,用户即可按导向功能原路返回。要注意的是回溯功能一般会把回溯路线放进某一默认路线 ( 比如 route0) 中,看你 GPS 的说明书,使用前要先检查此线路是否已有数据,若有,要先用拷贝功能复制到另一条空线路中去,以免覆盖。回溯路线上的各路点用系统默认的临时名字如 "T001" 之类,有的 GPS 定第二条回溯路线时会重用这些名字,这时即使你已经把旧的路线做了拷贝,由于路点引用的名字被重用了,所以路线也会改变,不是原来那条回溯路线了。请查看你 GPS 的使用说明书,并试用以明确你的情况。有必要的话,对于需要长期保存的 TraceBack 路线,要拷贝到空闲路线,并重命名所有路点名字。
GPS 比较费电池,多数 GPS 使用四节碱性电池一直开机可用 20-30 小时,说明书上的时间并不是很准确的,长时间使用时要注意携带备用电池。大部分 GPS 有永久的备用电池,它可以在没有电池时保证内存中的各种数据不会丢失。由于 GPS 在静止时没有方向指示功能,所以同时带上一个小巧的指北针是有用的。标记航点时, GPS 提供一个默认的航点名,比如 LMK001 之类,难于记忆,虽可改成一个比较好记一些的名字,但一是输入不便,用上下箭头选字母很费劲,二是一般只能起很短的英文名字,比如 6 或 9 个字母,仍然不好记,同时再带上一个小的录音机 / 采访机随时记录,是个不错的主意。
1. 有地图使用
GPS 与详细地图配合使用时有最好的效果,但是国内大比例尺地图十分难得, GPS 使用效果受到一定限制。“万一”你有目的地附近的精确地图,则可以预先规划线路,先做地图上规划,制定行程计划,可以按照线路的复杂情况和里程,建立一条或多条线路 (ROUTE) ,读出路线特征点的坐标,输入 GPS 建立线路的各条“腿” (legs), 并把一些单独的标志点作为航点 (Landmark/Waypoint) 输入 GPS 。 GPS 手工输入数据,是一项相当烦琐的事情,请想一下,每个航点就要输入名字、坐标等 20 多个字母数字,每个字母数字要按最多到十几次箭头才能出来,哈哈,这就是有人舍得花很多钱来买接线和软件,用计算机来上载 / 下载数据的原因。带上地图!行进时用一是利用 GPS 确定自己在地图上的位置,二是按照导向功能指示的目标方向,配合地图找路向目标前进。同时一定要记录各规划点的实际坐标,最好再针对每条规划线路建立另一条实际线路,即可作为原路返回时使用,又可回来后作为实际路线资料保存,供后人使用。
2. 无图使用这是更为常见的使用方式。
1.) 使用路点定点:常用于确定岩壁坐标、探洞时确定洞口坐标或其他象线路起点、转折、宿营点的坐标。用法简单, MARK 一个坐标就行了。找点:所要找的地点坐标必须已经以航点 (landmark/waypoint) 的形式存在于 GPS 的内存中,可以是你以前 MARK 的点或者是从以前去过的朋友那里得到的数据,手工 / 计算机上载成的航点数据。按 GOTO 键,从列表中选择你的目的航点,然后转到“导向”页面,上面会显示你离目标的距离、速度、目标方向角等数据,按方向角即可。
2.) 使用路线输入路线:若能找到以前去过的朋友记录的路线信息,把它们输入 GPS 形成线路,或者 ( 常见于原路返回 ) 把以前记录的航点编辑成一条线路。路线导向:把某条路线激活,按照和“找点”相同的方式,“导向”页会引导你走向路线的第一个点,一旦到达,目标点会自动更换为下一路点,“导向”页引导你走向路线的第二个点 ... 若你偏离了路线,越过了某些中间点,一旦你再回到路线上来,“导向目标”会跳过你所绕过的那些点,定为线路上你当前位置对应的下一个点。
3.) 回溯回溯功能实际是输入线路 (route) 的一种特殊方法,它在原路返回时十分好使。但有些注意事项,
由于国内大比例尺不宜得到,所以朋友们每次出去玩希望都能带一组正确数据回来,有地图时整理一套地图 + 实测路线坐标,没地图时整理一套线路描述 + 实测坐标,发到网上,逐渐积攒起来,形成咱们自己的地理数据库,以后再有朋友走这条线路就可以免除雇向导和迷路之苦了!