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导航定位已成时尚:今天你GPS了吗?
文章作者:丁庆庆 发布时间:2007-06-29
随着国内经济的高速发展,不少先富起来的家庭也已经加入了有车一族的行列。然而在城市里驾车,需要集中精力小心谨慎以外,如何认清错综复杂的路面,顺利到达目的地,也是一个令不少驾车人,特别是女性驾驶员颇为头痛的问题。GPS导航系统早在多年以前就在国外出现并投入应用,而当下的国内市场,也可看到越来越多的厂家把产品线延伸至了车载便携式的GPS导航系统,小巧的导航仪,大有逐渐普及的趋势。
说起GPS,人们可能会马上想象到这样的场景:大片从未被人类文明侵扰过的戈壁,迷路的旅行者,通过手持的GPS接收机艰难地寻找自己的位置。或者是:硝烟弥漫的密林,一群武装到牙齿的美国大兵,通过GPS装置调整队形,互相策应,悄无声息地掩向目标。不过这样的经历好像也只能停留在普通人的想象中,距离我们还是比较遥远。 在科技和经济飞速发展的今天,随着GPS设备的成本不断的降低和其应用范围的不断拓展,GPS已经逐渐地走进了我们的生活。 出差在一个陌生的城市,您可以通过随身携带的GPS手机查询周边的宾馆、饭店及娱乐场所;驾车出行,您可以在车载GPS导航仪上设置目的地,由导航仪根据起始点为您设计最佳出行路线,并在需要拐弯时进行语音提示,在拐错弯后还可以自动重新设计路线;如果将GPS设备加入到安防网络,在遇到危险时,您可以在几秒钟内发出预定的报警信号,由安防网络的值班人员提供报警和配合救援服务。 GPS设备的实用性是不是已经让您动心了?下面我们一起了解一下GPS。GPS(Global Positioning System)即全球定位系统,这套系统是美国人设计开发的。功能上主要分三大块,地面的控制站、天上飞的卫星和我们使用的接收机。 地上,有一个主控制站,在美国本土的科罗拉多州。另外有三个地面天线,五个监测站,分布在全球。主要负责收集数据,计算导航信息,诊断系统状态,调度卫星等。 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。 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、机载的什么都有。 GPS定位的基本原理为:卫星不断地发射自身的星历参数和时间信息,GPS信号接收机接收到信号后,根据三角公式计算可以得到接收机的位置,三颗卫星可进行2D定位(经度、纬度),四颗卫星则可进行3D定位(经度、纬度及高度)。通过接收机多次不断地更新接收信息,就可以计算出移动方向和速度。由于目前全球的24颗GPS导航卫星分布在6条轨道上,在任意时刻在水平线以上最少有4颗卫星,最多有11颗卫星,所以GPS定位可以得到很好的保证。GPS信号接收机的作用则是捕获卫星信号,对信号进行放大、处理,实时计算出接收机的3D位置与速度。 GPS接收机的使用要在开阔的可见天空下,所以,屋里就不能用了。精度方面,手持接收机的经纬度误差一般在10米之内,就是说在一般的马路上能分辨出走的是左边还是右边。经纬度的精度主要依赖于卫星的信号接收和可接收信号的卫星在天空的分布情况,如果几颗卫星分布的比较分散,GPS接收机提供的定位精度就会比较高。高度方面,因为地球并不是一个标准的圆,而更接近一个椭圆,所以误差有点大,有些高端的GPS接收机内置了气压表,根据这两个渠道得到的高度数据综合出最终的海拔高度,相对就比较准确了。而速度和方向的误差更大了,不同GPS关于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。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,在经常拐弯的情况下同样也并不准确。 GPS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,其时间与国际标准天文时间保持高度同步,最高精度可达50ns,因此无论身处何地都可用GPS设备接收到准确的时间,还可以采用GPS授时接收机对天文台以及无线电通讯进行时间同步。 常见的民用GPS设备除了上面提到的授时型和用于精密工程测量的测地型接收机外,就是与我们生活最息息相关的袖珍式GPS设备,其中最常见的又分成两种。第一种是本身没有显示屏,需要与PDA,或者笔记本电脑连接使用的,如USB接口的GPSMouse和蓝牙GPS;另外一种是独立式GPS接收机,有手持式和车载式的,有独立显示屏用于显示地图或航点航迹信息,有集成的电子地图功能,体积一般相对比较大。 说到独立式GPS接收机的导航功能,有必要说一下同样起到重要作用的电子地图。因为单纯的经纬度的数据对我们的感官而言是没有多大意义的,我们需要知道自己在地图上的位置。电子地图是一种崭新的地理信息载体,它脱胎于地图,将地图以数字的方式存储呈现,功能上比纸制地图要强大得多。它将声音、图文和数字多媒体集成,把图形的直观性、数字的准确性、声音的引导性和亲切感相结合,充分利用了使用者的各种感官;具有显示、传输和分析的功能,可以提供比传统地图更佳的呈现方式,如放大、缩小、漫游、搜索以及路径规划。 GPS模块和电子地图完美结合在一起,为我们的生活开启了方便之门,即便您是一位标准的“路痴”,您也可以手持或车载GPS设备,穿行在陌生的城市、乡间或者荒无人烟的野外,享受随心所欲、独来独往的惬意生活。 目前GPS接收器价格已经大大降低。需要配合笔记本使用的低端的GPSMouse不到500元,蓝牙GPS接收器也有1000元以下的产品;独立式的GPS接收机的价格大多在1500到8000元之间。而且除了GPS设备和地图软件的初期投入费用,GPS的使用是完全免费的,不需要申请开通,更不需要交服务费用。 “旧时王谢堂前燕,飞入寻常百姓家”,有人说GPS会是下一个公用服务业,就如电话、自来水一样,是生活中的一部分。在不远的未来,GPS接收机价格可低至和钢笔、电子表一样,每个人都买得起。我们可以用集成GPS模块的照相机拍照,不仅记录下我们的好心情,更能够记录下这美丽景色的精确位置;我们还可以用精密的GPS导航设备实现汽车的自动行驶,实现飞机的自动起降…… GPS的应用之广,也许仅限于我们的想象力。我们越来越无法逃避这个高科技的精灵,在GPS即将大行其道的趋势下,牢牢把握时代脉搏的您不要忘了提醒身边的朋友:今天你GPS了吗? |
