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[软件工具] 什么是 GPS?

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发表于 2021-9-13 13:22 | 显示全部楼层 |阅读模式
每天免费领钱
[size=0.9]GPS 即全球定位系统,是一种卫星导航系统,由至少 24 颗卫星组成。GPS 可在世界各地 24 小时无间断工作,且无任何订购费用或设置费用。美国国防部(USDOD)最初出于军用目的将卫星投入轨道,20 世纪 80 年代之后用于民用目的。
GPS 运作原理
[size=0.9]GPS 卫星按照精确轨道,每天围绕地球旋转两圈。各卫星传输特定信号和轨道参数,由 GPS 设备进行解码,并计算卫星的准确位置。GPS 接收器使用该等信息和三边测量计算用户的准确位置。从本质上来说,GPS 接收器通过其接收传输信号的时间测量到每颗卫星的距离。根据来自多颗卫星的测量结果,接收器可以确定用户的位置,显示电子数据,以此计算您的运行路线绘制高尔夫球场图找到回家的路,或去任何地方冒险

[size=0.9]为计算您的二维位置(纬度和经度)以及跟踪您的运行路线,GPS 接收器必须锁定至少 3 颗卫星的信号。若锁定 4 颗或多颗卫星,接收器可以确定您的 3D 位置(纬度、经度和高度)。一般而言,GPS 接收器可以锁定 8 颗及以上卫星,具体取决于时间和您在地球上的位置。有的智能腕表就可以轻松实现准确定位。
[size=0.9]一旦确定您的位置,GPS 装置便可以计算其他信息,例如:
  • 速度
  • 方向
  • 航迹
  • 航程距离
  • 到目的地的距离
  • 日出/日落时间
GPS 有多精准?
[size=0.9]现今的 GPS 接收器非常精准,这主要归功于平行多渠道设计原理。我们的接收器一开启就可以快速锁定卫星信号。它们利用密集树冠或城市高建筑物背景保持跟踪锁定。某些大气因素和其他错误源会影响 GPS 接收器的准确性。
[size=0.9] GPS接收器的精确度可通过 WAAS(广域增强系统)改进。这一系统可以修正大气的影响,将精确度提高至三米。无需附加设备或费用,便可以利用WAAS卫星。用户亦可以使用差分GPS(DGPS)获得更高的精确度,其可以将GPS距离修正到平均1-3米范围内。美国海岸警卫队经常使用DGPS修正服务,该服务由一个塔网组成,可接收GPS信号并利用信标发送器传输经修正的信号。要获得修正后的信号,除GPS外,用户还必须具有一个差分信标接收器和信标天线。
什么是信号?
[size=0.9]GPS 卫星至少可以传输 2 个低功率射频信号。这些信号以光束形式传播,可以穿过云层、玻璃和塑料,但是不可以穿过多数固体,例如建筑物和山脉。不过,现代接收器比较灵敏,通常可以穿透房屋进行跟踪。
[size=0.9]GPS 信号包含3种不同类型的信息:
  • 伪随机代码是一种识别代码,可以识别传输信息的具体卫星。你可以从设备的卫星页面看到给你发送信号的卫星。
  • 星历表数据,用以确定卫星位置,提供与卫星健康状况、现行日期和时间相关的重要信息。
  • 年鉴数据,告知GPS接收器一天当中GPS应在的位置,并显示该卫星的轨道信息以及该系统内其他卫星的轨道信息。
影响 GPS 信号和精度的因素包括下述各项:
[size=0.9]影响GPS信号和精度的因素包括下述各项:
  • 电离层和对流层延误:经过大气层时卫星信号速度较慢。GPS系统的内置模型可以部分纠正该类型错误。
  • 信号多路径:GPS信号到达接收器前,会经一些物体反射,例如高楼大厦或大型岩石。这将会增加信号的传输时间,导致错误。
  • 接收器时钟错误:接收器的内置时钟可能影响计时,因为内置时钟不如GPS卫星上的原子钟准确。
  • 轨道错误:卫星报告的位置可能不准确。
  • 可见卫星的数量:GPS接收器“看到”的卫星越多,精确性就越高。当信号受阻时,你可能获得错误位置,或根本看不到位置读数。GPS装置在水下或地下通常无法正常作业,但是新型高灵敏接收器能跟踪建筑物内部或树冠中的一些信号。
  • 卫星几何学/阴影:当卫星位于广角位置时,(与成列或紧密群组位置相比)卫星信号更有效。
  • 选择可用性:美国国防部曾利用选择可用性技术用降低信号准确性,以防止敌人获得准确信号。政府于2000年5月关闭选择可用性功能,从而提高了民用GPS接收器的准确性。

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