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[旅游知识] GPS原理及使用注意事项(ZT)

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发表于 2006-8-4 12:40:12 | 显示全部楼层 |阅读模式
GPS原理及使用注意事项
作者:闲人一个,最早于2003年发表于绿野通讯版
引 言
以前在论坛里面看到一些驴友的探路帖子,里面提到驴友用红飘带来标记路线,用来提示后来人以及记录返回路线,这其实就是GPS发明的原动力:  
自从人类诞生以来,就一直为出行问题困扰:我在哪里?应该向哪个方向走?
从远古时候起人类就开始用标记的方法来记录线路,不过这种普通标记物有很多缺点:万一标记物被雪盖住怎么办?如何用标记物标记不同的线路?虽然后来地图被发明了,不过在过去的几千年中,使用地图及确定自己的位置依然是只有专业人员才能完成的事情。
时光进入2021世纪,这个问题终于有了一个简单的解决办法,那就是GPS——全球定位系统。GPS系统的使用带来了导航、测量、地图制作行业一系列的革命,并广泛应用于各行各业,这些例子大家在电视、报纸和杂志上已经看到很多了。
在以下的时间中,咱们讲讲GPS系统原理的三个方面和使用注意事项:

  • GPS的产生背景和历史演变
  • 基本的信号结构、误差及准确率
  • 数据纠正技术
  • 使用GPS时的注意事项
第一节   GPS的产生背景和历史演变
那么GPS全球定位系统究竟是什么东西呢?它是一套美国军方设计的,以航天技术为基础的导航与定位系统。这套系统可以使美军士兵独立测定精度为10米以下的自己的位置。这个“独立测定”非常重要:在实际使用中,如果这套系统需要士兵发射电波确定自己位置的话,会很容易地被敌方侦测到自己的实际位置,所以整个地面接收系统需要完全被动接收信号。
现在我们国家的北斗卫星导航系统还不能做到这一点:北斗卫星的用户需要通过无线电发射位置请求信息到卫星,并从卫星接收自己的位置信息。
由于美国全球战略的需要,这套系统需要覆盖全世界,并且的用户接收端的成本要非常低,因为系统的设计要求是每个士兵、每台军车都要安装接收系统。
一、 频率与定位精度
GPS并不是世界上第一个无线电导航系统,早在第二次世界大战以前,就已经出现了无线电导航系统。
最早人们采用的是长波信号,波长长达26公里,因为长波信号可以轻易地被电离层反射,所以美国的OMEGA系统用了八个发射器就把信号覆盖了全球。不过因为信号波长比较长,定位精度受到很大影响:OMEGA系统的精度只有六公里。
为提高定位精度,只有提高无线电信号频率,但是借助电离层反射的全球覆盖就受到了影响:波长越短的信号,直线传输特性越强,同时不能被电离层反射:通过把波长减小到2.6公里,LORAN系统倒是把定位精度提高到450米了,可全球只有10%的面积被信号覆盖。
自从1957年有了卫星,科学家的兴趣自然就转到这上面来了:卫星可以发射短波长信号,穿透电离层覆盖半个地球的面积。
20世纪60年代开始,美军就不断地试验并改进以卫星为基础的无线电导航系统,从最早的TRANSIT,到NAVSTAR, 一步一步地把GPS系统进行完善并降低接收系统成本。随着接收系统的成本不断降低,很多有商业头脑的人预见到了GPS系统的民用市场的广大,把GPS扩展到民用的呼吁在美国国内越来越高。
不过最终促成此事的是一桩悲剧:1983年,韩国的KAL-007航班因为迷航误入前苏联领空,被前苏联战斗机击落,机上乘客和机组人员无一生还。那会儿GPS还没有投入民用,民用航班的导航主要靠无线电信标,万一地面信标站或机上系统有故障,那麻烦就大了。于是美国前总统里根于1984年正式宣布:开放GPS信号的民间使用,无偿提供服务。
19892月开始,真正用于实用的BLOCK II 卫星开始发射升空。到199312月,美国国防部宣布GPS系统初步完成,由24BLOCK I BLOCK II 卫星组成。19957月,美国国防部宣布GPS系统完全完成,由24BLOCK II卫星组成。
二、   GPS系统组成
整个GPS系统由三部分组成:控制部分,空间部分,用户端
空间部分和控制部分由美国军方维护,主要是保证卫星正常工作及其发送的信号准确无误。
用户端就是大家平常用的GPS接收机,虽然形式多种多样,但基本操作都是接收卫星信号并计算接收机所在位置。
在空间部分,美军布置了24BLOCK II卫星,由ROCKWELL公司制造,星重700-900公斤,包含太阳能极板为5米宽,设计使用寿命为7.5年。卫星轨道距地面20200公里,轨道面与地球赤道面夹角为55度,轨道面与赤道面交线之间在赤道面上的夹角为60度,每个轨道面布置4颗卫星,所以总卫星数是6个轨道面乘以424颗。其中21颗正式使用,3颗备用。每颗卫星每12个小时绕地球一周。这样算下来,在任何时刻、地球的任意地方,基本都能“看到”12颗左右的卫星。
三、 GPS定位原理
GPS接收机的定位实际是就是通过计算接收机距不同卫星的距离来完成的:
如果接收机知道它离第一颗卫星的距离,接收机在宇宙中可能的位置就是一个球;如果接收机同时知道它离第二颗卫星的距离,接收机可能的位置就是两个球的交线;如果接收机同时知道它离第三颗卫星的距离,那么接收机的可能位置就是三个球的两个交点。那这两个交点到底哪个是真正的位置点呢,其实非常好判断:一个点在距离地表10公里之内,一个点在距离地表几千公里以外,你说哪个是?
那么大家都知道,GPS需要至少四颗卫星来定位,那这第四颗卫星是怎么回事呢?
四、   第四颗卫星的用处
无线电波以每秒30万公里传输,从卫星发射信号到接收机收到信号,只需要大概0.06秒。如果接收机的时间精度是百万分之一秒,那末折算出来的距离误差就是300000000/100000000=300米。
在卫星上的钟是四个原子钟,精确地同步到精度为几十亿分之一秒。可接收机的时钟是普通石英钟,精度远达不到百万分之一秒,如果也用原子钟的话,重量咱们先不说,每个原子钟造价是二十万美金,那还有谁用的起呀?
所以,第四颗卫星的信号实际上是提供时间基准,给GPS接收机用来计算接收机距离其他三颗卫星的距离:有了时间基准,接收机就可以测量从其他三颗卫星到达接收机的时间,然后把时间转换成距离。
第二节   基本的信号结构及准确率
一、基本的信号结构
一般民用GPS使用的是GPS系统的L1载波,频率为1575.42 MHz。在这个载波频率上面以调相方式加载了两种不同的伪随机噪声码:C/A码和P码。C/A码是用于民用的测距码,码长为1023个码元,即1023次从数字零到数字1的跳动,这1023个码元每秒重复1000次,即1.023MHz, 或每一百万分之一秒跳动一次。P码是军用码,码长非常长,码速为10.23MHz,即每千万分之一秒跳动一次。
由于GPS接收机通过对比码元的跳动来计算从卫星到接收机的时间,然后再转换成距离,显而易见,P码的时间精度高了10倍,距离精度也就高了10倍:现代信号处理技术计算码元跳动的时间精度是码宽的百分之一,一百万分之一秒折合出来的距离是300米,它的百分之一就是3米。而P码的精度是这个数值的十分之一,即0.3米。换句话说,在计算某个卫星距离接收机的实际距离的时候,C/A码的理论精度是3米。
接收机“知道”了自己与卫星的距离,并不能计算出自己的位置,因为它不知道卫星在发射电波时的位置,因此在卫星载波上面,还加载了一个50Hz的导航电文,这个导航电文包括了:卫星的轨道参数、时钟参数、轨道修正参数、大气对GPS信号折射的修正值等等。GPS接收机就是通过这些参数计算出某一时刻某颗卫星在空间中的位置,然后再确定自己与卫星的距离,然后再计算自己的实际位置。导航电文总长1500比特,在50Hz发送的情况下,每一个循环周期是30秒。
可能大家觉得这个比较枯燥,可这正是隐藏在各个GPS技术参数后面的无数个“为什么”之一。大家比较一下GARMINMAGELLAN的各个型号GPS接收机的技术参数,就会发现:所有型号的的GPS接收机的冷启动时间(即GPS对卫星及自己所在地一无所知)都是45秒左右,不是厂商懒不想改进GPS性能,而是已经快到技术极限啦:45秒里面的30秒是用来接收导航电文的,剩下15秒钟是计算接收机位置的。
如果你看到某款GPS接收机标称冷启动时间是30秒,赶紧走开不要再看第二眼:厂家连这个数据都敢拿出来骗你,他们的接收机的定位数据你还敢用吗?当然GPS系统是不断在改进的,也许将来的导航电文用一秒钟就发过来了,不过现在的数据还是需要30秒才能发过来。
其实每个GPS的技术参数都是有学问的,不过限于本文篇幅及技术复杂性,不能一一介绍。最根本的原因是我现学现卖,还没有钻研到那么深呢。呵呵。不过我不是专业搞这个的,只是在使用GPS的时候爱问个为什么,然后去查资料找答案,请大家不要用刁钻古怪的问题难为我,我还想省出时间去爬山以及自制地图呢,嘻嘻。
还有一个问题是关于GPS接收机算方向和速度的:大家都知道一般GPS接收机每秒钟计算一次位置,把前一秒钟的位置和这一秒钟的位置比较,接收机就可以算出自己的前进方向和速度,对吧?
错!实际上GPS接收机在计算前进速度的时候,用的是多普勒效应:在扣除卫星相对于接收机移动的多普勒效应以后,多出来的部分就是接收机移动的部分了,把这部分进行计算,就可以算出接收机的前进速度了。这种计算方法要比直接计算每秒钟的前进速度准,准确程度是每小时0.5公里,想想一般人散步的速度还有每小时三公里以上,不由得不佩服那些研究这个的科学家。不信你自己可以作个试验:在走路或开车的时候走一些迷惑GPS的蛇行路线或8字形路线,看看GPS的速度显示是否连续并准确,一般这种情况下GPS的方向显示会略有延迟,因为它每一秒钟才算一次,而且方向的计算是要和前几秒钟的方向进行加权平均。
二、准确率
刚才咱们讲的是在“完美”的世界里面的GPS原理,现在到了现实中这个“不完美”的世界,问题就来了,有很多种因素会影响到GPS的准确率:
以下是一个GPS误差引入简表:

  • 卫星时钟误差:0-1.5
  • 卫星轨道误差:1-5
  • 电离层引入的误差:0-30
  • 大气层引入的误差:0-30
  • 接收机本身的噪音:0-10
  • 多路反射:0-1
总定位误差:大约28
大家先别急着砸自己的GPS接收机,等我把话说完:这些误差这是告诉你一个最好和最坏情况下的误差范围,在现实世界中,最好的情况不会同时发生,最坏的情况也不会同时发生,而且科学家一直在致力于消除这些误差,所以你用的GPS还没有这么坏,呵呵。
大家可以看出,主要GPS定位误差来自于电离层和大气层,是因为电离层中的气体分子和大气层中的水蒸汽分子会折射GPS的微波信号,使其在从卫星到接收机的路线中会稍微弯曲一下,导致接收机把弯曲的路径来当作直线路径,从而引入误差。这种现象在微波信号斜斜地穿越电离层和大气层时更明显,因为微波信号在其中穿越的时间和距离更长。
不过在卫星的导航电文中,已经包含了大气层的修正参数,能够消除50%70%的误差。
第三节   数据纠正技术
说到这里,可能大家都着急想知道:到底我的GPS接收机有多准?一个准确的回答是:不知道!因为GPS的准确率每秒钟都在变化:卫星轨道在不断变化,电离层在不断变化(白天和黑夜能差几倍),大气层的温度、湿度和气压也在不断变化,所以这些因素引入的误差也是在每一秒钟都在变化的。
如果大家非要一个答案的话,那么一般这两年出的GPS(我指的是著名厂商的各种手持机)的误差的大致范围是10米,现在GARMINMAGELLAN手持机的标称精度是7米(在95%的情况下),不过我个人认为在大家的日常使用中精度还是10米——这个标称值是在最好的条件下算出来的,就象汽车的百公里油秏指标一样。
换句话说,GPS给你的位置数据是相对位置数据,你需要在这个数据点周围画一个半径是10米的圆圈,你的绝对位置肯定在这里面,但具体在哪里,只能用更高级的手段测量了。
所以:

  • 不要太相信GPS给你的数据,在野外要和实际现场的地标相结合。
  • 现有精度已经不错了,当初美国人开SA(人为降低精度)的时候,GPS的精度是100米,大家还不是照用不误?
  • 追求超高精度没有意义:如果现在给你个精度是0.1米的GPS接收机,你敢闭着眼睛去爬小五台?
当然在可能的情况下,精度越高当然越好,现在一般实时提高精度的方法是差分法:利用两台GPS, 同时观测卫星信号,在一台GPS位置已知的情况下,可以算出当时那个时刻那一区域的GPS信号修正值,然后想办法通知另外一台GPS, 那末另外一台GPS就可以算出一个准确程度非常高的位置了。因为现在在中国民用GPS的差分修正还很少有机会被大家用到,所以在这里我就不介绍了 。
第四节   使用GPS的注意事项
一、GPS的能与不能
第一,  GPS能为你提供定位服务,但不能永远工作。这是非常重要的一点,在野外的时候有无数种情况会使GPS接收机停止工作,所以一定要有备用手段:指南针和纸地图是必不可少的装备,学会使用它们也是GPS机友应有的基本技能。关于GPS接收机对卫星信号的依赖,我在下面介绍。
第二,  GPS能告诉你应该向那里走,但不能替你走。听着像傻子说的话,是吧?不过这个在实际野外应用中经常发生:不要以为带了GPS不会迷路就万事大吉了,在很多种情况下,你明明知道应该向某个方向走,可就是过不去,所以野外的实际经验非常重要,GPS只是辅助指路的手段。
第三,  GPS能告诉你当前的位置,但不能告诉你周围的地形状况。在知道自己的位置以后,周围的地形状况就需要地图的支持了:无论是纸地图还是PDA中的电子扫描地图还是手持机中的矢量地图,这些都是获得地形信息的来源。
第四,  GPS能帮助你记走过的路,但不能完美地再现。在你爬山的时候,你走过的路线在GPS中是按航迹记录的,航迹可能由几十上百个航迹点(TRACK POINT)组成,如果半路上你迷路了,需要顺原路摸回去的时候,GPS可以把这些航迹点转换成航点(WAYPOINT), 然后指导你一段一段地摸回出发地。由于GPS的限制,转换成的航点只能有30个或更少,所以航点组成的航线(ROUTE)要比原始航迹粗糙得多。这个我在下面再强调。
二、GPS卫星信号的遮闭
基于GPS系统的原理,GPS接收机强烈依赖于直接接收到卫星信号,换句话说,严重依赖于接收机“看到”的天空的范围——天空范围越大,接收机收到的来自不同卫星的卫星信号就越多,就越能准确地定位。
GPS接受机接收的是从卫星来的1575.42 MHz微波信号,所有的自然天气现象不会遮闭GPS信号,当然对定位精度有影响。因为卫星发射功率及距离原因,该信号比同频率的背景噪声小100倍,比现在穿过你身体的广播信号小上千倍。GPS手持机使用复杂的数字信号技术把真正有用的信号过滤出来。所以一般的无线电干扰对GPS接收机并不构成威胁,真正有威胁的是物体的遮挡。
  GPS微波信号的穿透能力:

  • 所有金属实体会完全遮闭GPS信号。注意含有金属涂层的汽车贴膜对GPS也有遮闭作用。
  • 厚度为1厘米以上的水体(液态)会完全衰减GPS信号至不可用。
  • 玻璃和塑料对GPS信号有轻度衰减,所以你可以把GPS放在衣服口袋里面,或汽车风档下,或插入腰间的护套。
  • 不过厚重的非金属物体也会完全遮挡信号,几厘米的木头会完全遮闭GPS信号。
  • 1575.42MHz的微波信号波长是19厘米,所以理论上可以透过孔径(直径)大于19厘米的金属网,或普通金属绗架结构,比如输电铁塔。
  树冠对GPS信号的影响:
  树冠对GPS信号的衰减主要是来自于:

  • 树叶中含有的水分,以及树叶上面的水分(露水或下雨)。由此可以推断:针叶树对信号的影响比阔叶树要小。
  • 树的枝干密集程度。
在树下测得GPS的精度肯定受到以上因素的影响,影响的大小收到各种因素影响,需要自己用自己的GPS接收机测试,以便心里有数。
另外GPS信号的多路反射也对定位精度有影响:光滑金属或非金属表面会反射微波信号,导致信号通过多个路径到达GPS接收机,由此影响GPS精度。这种现象在城市尤其明显,或者是在干湖床或平静的湖边进行测量的时候。不过这种影响不大,只要知道就行了。
在野外环境下,对GPS信号威胁最大的是山体:按照我的经验,如果你在山谷中行走,两侧均有连续山体,山体的视角在45度以上的时候,一般只能收到四颗卫星,也有可能无法定位。如果是山涧中,像龙门涧那种只能看见一线天的地方,百分之百GPS接收机不能定位。
所以大家在进入山谷或山涧的时候要做好准备,在GPS不工作的时候有应对办法,比如使用传统方法用红飘带标记线路等等。建议大家设置自己的GPS接收机,在无法定位的时候,使用音响报警,这样在野外比较安全。
三、使用前的准备
其实这些都是大家知道的道理,不过还是有人经常犯这种低级错误(包括我自己),所以再强调一下:

  • 在出发前准备好 备用电池,备用指南针和纸地图
  • 在到达进山处以后要清除GPS中的TRACK和里程表。因为大家往往要坐车几十上百公里才能到达目的地,如果GPS里面存的航迹点太多的话,会严重影响将来返回时所用的航点精度:GPS会以为你是要回到GPS 航迹点中的第一个点,那么用30个航点来表示这几十公里的路线,精度会非常差的。
  • 带好纸笔,记录在登山过程中所记的一些航点,以便将来回家整理。
  • 在野外保护好GPS接收机,建议要有针织护套防止刮擦及碰撞。一般GPS接收机在这种护套里面也能很好工作。
另外建议大家在使用GPS的时候有意识地收集一些地标信息,即在这些地方定义一个航点。这些地标信息包括:岔路、水源、平台休息处等等, 共享这些数据对于其他驴友是非常有帮助的。
啰啰嗦嗦说了这么半天,我要讲的事情全部讲完了,以上信息主要参考了 GREGORY FRENCH 先生的英文著作《UNDERSTANDING THE GPS》一书。另外由于本人水平有限加上刚接触GPS,以上叙述肯定有错的或过时的信息,请大家指教。
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发表于 2006-8-4 14:44:14 | 显示全部楼层

回复: GPS原理及使用注意事项(ZT)

不错,奖!

BTW,这篇文章是给玩家看的,做普通城市导航或自驾旅游的人了解一下也无不可,知其然再知其所以然嘛!
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发表于 2006-8-4 21:02:37 | 显示全部楼层
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发表于 2006-8-4 21:20:40 | 显示全部楼层

转贴一个入门级的GPS介绍

第一章  什么是GPS
第二章  GPS的作用
第三章 GPS的实现方案(手机/PDA/笔记本)
第四章 600元如何实现手机/PDA/笔记本导航
第五章 如何选择GPS
第六章 GPS软件地图
第七章 GPS购买途径
第八章:GPS使用注意事项

第一章 什么是GPS

GPS(Global Positioning System)中文翻译就是“全球定位系统”,顾名思义,是用来定位的。具体来说是通过在2万公里高空的美国的24颗卫星所发射免费的信号,通过接收设备,来确定您的具体位置的系统。注意,这个服务是免费的。

第二章 GPS的作用

1、车载导航

通过专门的GPS导航设备,或者通过给您的手机、PDA、笔记本电脑添加GPS模块(比如蓝牙GPS),配合专业的智能导航软件,实现行车过程中的路程搜索、目的地查询、路线规划与推荐、行车语音提示(比如 前方200米右转进辅道,前方桥下掉头,前方1公里有服务区等),让路盲的您不用在问路了。
在您所在的城市里,想要去一个地方,这个地方你不知道,只要输入这个地方的名称,就会规划出行驶路线,而且可以先模拟导航。可以设定时间最短、路程最短、不堵车优先。
可以智能寻找附近的加油站、餐厅、超市、停车场等。
在长途驾车旅游中,再也不用提前问怎么走高速,哪个路口出去,只要标出目的地,设定高速路优先等,都会帮您规划出您想要去的地方的最佳行车路线。比如要从北京去新疆自驾车旅游,输入乌鲁木齐就可以。
当您偏离已经选定的路线,会提示您偏离航向,同时会自动给您重新规划路线。
目前的地图,有全国400多个城市的详细地图,很小的县级市都有,还有全国详细的公路路网图,还有旅游区图、山地图等。
具体可以看的模拟导航效果:http://www.cityonmap.com/product/product.html
另外一款导航软件效果:http://www.navione.com.cn/ProductIntro/function.asp
车载导航安装的效果:http://bbs.100gps.com/thread-2549-1-1.html
GPS使用心得:http://bbs.100gps.com/forum-69-1.html
猴哥觉得,车载导航设备是送给“路盲”女友的最好的礼物。

2、手持导航
主要是在外出旅游、爬山、郊游等时候,用来规划路线、指示方位、记录旅游轨迹。可以在爬一个山前,使用前人的爬山轨迹。

3、分享航迹、记录人生轨迹
GPS设备都有记录航迹功能,比如您要到桂林甚至西藏自驾车旅游,您可以下载别人的航迹,然后就不用问路,直接按照这个航迹旅行。您也可以把自己的航迹,发布到100GPS网上,和大家分享。
GPS还可以用来记录您的人生轨迹,可以知道您在祖国的大江南北所走过的历程。


4、GPS寻宝。
一个风靡全球的使用GPS进行藏宝、寻宝的健康、户外、科技、知性、有趣、上瘾的游戏!!!!
玩法是由一位GPS使用者,把"宝藏"藏在某个地方(比如公园、旅游区等),然后再在猴哥的100gps.com寻宝论坛公布准确的坐标,同时在加上一些其他线索,比如照片,让其它GPS使用者能够把"宝藏"找出来。找到宝物后,拿走一件宝物,同时放入一个宝物,再把宝藏藏好,在宝物的宝瓶中的留言本上,留下自己的信息,让这个宝物点留传下去。
宝物不见得一定很贵重,也许是一个指南针,或者是一只小布熊,不论是什么,只要是你真心的希望下一个寻宝者能够快乐就好!
这个游戏让您的旅行乐趣大增,
特别适合带孩子来寻宝,能够增加孩子的探索精神,有趣且科技。
小女孩的寻宝日记:http://bbs.100gps.com/thread-979-1-1.html
猴哥的寻宝:http://bbs.100gps.com/thread-2176-1-1.html
北大的寻宝日记:http://bbs.100gps.com/thread-1800-1-1.html
猴哥1号宝藏:http://bbs.100gps.com/thread-525-1-1.html
全国GPS宝藏图:http://bbs.100gps.com/thread-458-1-1.html


第三章 GPS的实现方案

1、手机、PDA、笔记本GPS方案
这是一个投入最少的实现GPS导航的方案。
这个方案所需要的只是你去买一个蓝牙GPS接收器(价格在500-900元之间),然后和你的现有设备(手机、PDA、笔记本)配合使用。
这个方案需要您的手机、PDA、笔记本具有蓝牙功能。
如果你的笔记本没有蓝牙,可以购买蓝牙适配器(价格几十元),使您的笔记本具备蓝牙功能。
要实现导航,还需要软件地图,这些都可以从 http://www.100GPS.com 网上下载。也可以购买正版地图,国内正版的七八百元一套。
如果您还想要让您的设备固定在车上,还可以购买车载手机/PDA支架和笔记本支架。

如果您想要您的手机/PDA同时安装多个地图软件,那您需要一个比较大的存储卡。推荐1G的。

2、GPS一体机方案
一体机就是PDA或手机具备GPS功能,有的甚至自带正版地图,买回来打开就可以用。
这种方式是一个比较省事的办法。当你想换手机或者买PDA的时候,不妨买一个有GPS功能的。这些有GPS功能的手机和PDA,有的已经有正版的导航软件和地图,并且可以3年免费升级,有的是送体验版的地图,比如使用时间的限制(使用一个月),使用范围的限制等等,有的没有地图,需要自己装。
主流机型:Mio宇达 P350 2800元左右。

3、GPS专业机

专业的GPS接收机,主要用于专业定位导航。主要是美国的产品,如Garmin等品牌。

第四章 600元如何实现手机/PDA/笔记本导航
虽然GPS是一种很高科技、很神奇的东西,但是,GPS的导航的使用,并不意味这需要花很多钱。600元就可以完成。
前些年,GPS刚刚开始民用导航的时候,一个设备动辄就四五千元,而今天,随着国际市场GPS芯片价格的降低,以及GPS生产厂商的增加,猴哥觉得,是到了普及GPS的时候了。
1、600元购买一个蓝牙GPS,和自己的现有设备(手机、PDA、笔记本)连接。
2、从猴哥的100GPS.com网下载各种软件地图,安装到自己的现有设备中。
3、开始导航。整个过程,投入600元。这个很多人还是可以接受的。毕竟实现了智能导航。而这样的效果,甚至比专门的导航设备还要好。因为您的设备上可以安装4-5中导航软件。不同的导航软件,在不同的地方、不同的城市使用特点不同。

第五章 如何选择GPS

确定GPS方案,要从以下几个方面入手考虑。

1、GPS芯片
导航的准确性,最关键的是接受卫星信号的精度和算法。而卫星接收性能,主要由GPS的芯片决定。GPS的芯片相当于电脑的CPU。现在主流的是Sirf(瑟浮)三代芯片。具有20个卫星通道(sirf二代有12个通道)。其他的还有sony的芯片和瑞士的RFMD芯片。这些芯片在实际使用中的效果,和sirf的有明显的差距。

2、GPS电源
人们在使用GPS的时候,一般都是在车上或者户外,而且有的时候,导航时间会比较长(比如长途旅行)。因此,在选择GPS的时候,要注意GPS的电源或者电池的能力。
对于车载,一般的蓝牙GPS和一体机都有车载充电器。
在徒步旅行时,各个产品的电池设计思路不同:有的采用和诺基亚电池通用的电池,让诺基亚手机用户有很多电池备用。有的采用大容量电池。有的干脆配备可以外接的干电池盒。
这些都可以解决电源问题,关键看哪一种更适合自己。

3、GPS天线
GPS天线可以增强接受能力,同时扩展接受范围。比如屋子里面收不到信号,通过天线,可以引导屋外。
sirf三代芯片的GPS,在绝大部分使用情况下,都不用GPS天线。在贴金属膜的车内,一般也不需要。但是在特殊的情况下,比如天气情况不好、高层建筑物遮挡等情况下,可以购买天线最为备用。信号好的时候,安装天线也可以提高信号强度。

4、GPS产品特点
可以说,每一款GPS产品,在设计的时候,都会有它的侧重点。一个产品不可能十全十美。
比如有的机器侧重性价比,有的侧重小巧时尚美观,有的侧重功能多样性,有的使用大容量电池。
因此,在选择的时候,也要根据自己的实际需要、喜欢类型和准备投入的多少来选择。
具体方案选择看这里:http://bbs.100gps.com/thread-1530-1-1.html

第六章 GPS软件地图

GPS要实现导航,除了硬件外,还需要软件地图的支持。

每一种GPS导航软件,都是针对不同的操作系统开发的,或者说它会发布几个版本,针对不同的操作系统,比如PC版(针对windows98/2000/xp)系统和PPC版(Microsoft Pocket PC 2002、Pocket PC 2003、Windows Mobile 5)和S60版,手机和PDA的操作系统有很多种,我们要明白以下两点:
1、手机PDA是否有操作系统,这些操作系统是否是可以安装gps导航软件的。
2、要安装的导航软件,是否支持你选择的手机pda的操作系统。


1、Symbian s60 第二版 OS 8.1手机系统
这个系统是诺基亚开发的手机操作系统,使用这个系统的手机:
诺基亚[ N70/ N90 / N-gage / Ngage-qd / 6680/6681 /6682/ 3230 / 6260 / 6600 / 6620/6630/7610 / 6670 / ] 西门子 [ SX1 ] 松下[X700 / X800] 联想[ P930 ] 三星[D728] SendoX/X700/X800 (其中N-gage QD sx1 s60是第一版)
S60系统可以使用的软件有Route 66 凯立德 smartcomgps mapviewgps等。
S60系统软件介绍和下载: http://bbs.100gps.com/thread-2275-1-1.html

2、Symbian s60 第三版 OS 9.1手机系统
【诺基亚3250/5500/N71/N73/N80/N91/N92/N93/E50/E60/E61/E70等机型适用】
具体介绍:http://bbs.100gps.com/thread-5979-1-1.html

3、Symbian UIQ
索尼爱立信[P800/P802/P900/P908/P910 ] 摩托罗拉[ A1000 A920/A925 ] 诺基亚[ 6708 ] Benq P30
S uiq系统 软件介绍和下载:http://bbs.100gps.com/thread-2042-1-1.html

4、PPC系统 和WM5.0系统
微软的操作系统,和windows同出一脉。现在常见PPC2003和Windows Mobile 5.0。

大部分PDA都是这个系统。
比如:戴尔 X50 X50V 惠普HW6515 iPAQ rz1717 iPAQ hx2110 宏基 N50 N300 N10c 华硕 MyPal A620+ 松日 i-Mat IP3230 联想 天玑XP218

手机使用这个系统的有:
多普达[ 686 / 696 / 818 / 828+ /838/900]
联想[ ET560 / ET280 / ET960 / ET980 ]
大显[CU928]惠普[6515] 神达 [A700]

这个系统可以使用的软件有
凯立德、城际通、灵图、OZI等
PPC系统软件介绍和下载 : http://bbs.100gps.com/thread-2825-1-1.html

5、PC系统
也就是widows 2000/xp/2003系统。笔记本使用的是这些系统。
可以使用的软件:
城际通pc版、灵图pc版。
PP系统软件介绍和下载 :http://bbs.100gps.com/thread-3350-1-1.html

6、Smartphone系统
也是微软的手机操作系统。
采用的手机有:多普达[ 515 / 535 / 565 / 575 / 585 ] 神达 [ 8390 / 8380 ] 摩托罗拉[ MPX 220 ]三星[i308]
可以使用的软件:凯立德smartphone版、papago、mapking 3D for smartphone等。
SmartPhone系统软件介绍和下载 :http://bbs.100gps.com/thread-3391-1-1.html

7、手机linux系统
主要是摩托罗拉的e680/A780等手机。
具体地图看:http://bbs.100gps.com/forum-81-1.html

8、GPS地图软件分类
所有的GPS软件地图,可以分为2类,
A、导航地图,也就是可以规划路线、语音提示、智能导航;比如灵图、城际通、凯立德、ROUTE66等。
B、可以DIY地图的软件。这种软件,可以把电子地图进行转换成为自己可以辨认的地图格式。甚至可以把纸质的地图扫描、拍摄为数码格式,然后进行转换。比如OZI、smartcomgps。这种自制地图十分有趣。你甚至可以把你所在的小山做成地图。

9、地图下载:
A、FTP下载大全:http://bbs.100gps.com/thread-31-1-1.html
B、软件下载总索引:http://www.100gps.com/html/index.html

第七章 GPS购买途径

有以上对GPS的了解,在通过在100GPS.com网看网友们的使用心得,就可以出手购买了。


猴哥组织的100GPS团购,
团体购买,省时省心省钱!赠送GPS软件大全2张DVD光盘,9G容量,包括上面提到的所有软件地图,最关键的是猴哥从新手的角度出发,按照s60手机系统、PPC系统、PC系统分类,每一类的软件推荐了安装顺序,并给几乎给每一个软件都写了详细的新手安装说明。可以说,使用这张光盘,你就相当于有一个猴哥在帮你装GPS。
使用航空快递,当日汇款,当日发货上飞机,最快第二天送到你手中!具体请看:http://bbs.100gps.com/thread-943-1-1.html


第八章:GPS使用注意事项

1、GPS一定要在户外使用,户外才能接收到卫星信号。
如果是sirf三代芯片的GPS,车内使用也没有问题。
在室内使用,需要靠近窗户使用。
2、如果使用蓝牙GPS,需要把蓝牙gps和您的手机、PDA进行绑定。
3、GPS搜索卫星的时间,和当时的天气(云层比较厚的时候,卫星信号不好)、建筑物遮挡、您两次开GPS的地点距离、当时卫星的状态等,都有很大关系,所以寻星的时间,有时候需要10-20分钟。
4、如果使用的不是正版软件,在安装的过程中,会出现很多问题,具体解决方法:http://bbs.100gps.com/thread-650-1-1.html

100GPS网站长"猴哥"原创,转载请表明出处。http://www.100gps.com


附录 GPS使用进阶
前面几章介绍的,都是猴哥通过对GPS的深入研究,写出的让大家可以最迅速的了解GPS、使用GPS。
其实GPS从了解到使用,有很多有趣的东西,等您有了自己的GPS设备后,可以先从简单的导航应用开始,建立起对GPS的兴趣,然后,进行GPS寻宝,写自己的GPS导航轨迹日记、参加GPS聚会、自制GPS导航地图、分享自己旅游的航迹。
这些需要您对GPS知识的进一步了解。
猴哥推荐您进一步看的文章:
1、GPS基础知识综合 http://bbs.100gps.com/thread-211-1-1.html
2、GPS软件知识综合帖http://bbs.100gps.com/thread-210-1-1.html
3、GPS硬件知识综合贴http://bbs.100gps.com/thread-275-1-1.html
4、GPS常用网址:http://bbs.100gps.com/thread-205-1-1.html
5、GPS软件下载大全:http://bbs.100gps.com/thread-196-1-1.html
6、 GPS选购方案 http://bbs.100gps.com/thread-1530-1-1.html
7、GPS寻宝”藏宝图 http://bbs.100gps.com/thread-458-1-1.html
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发表于 2006-8-4 22:02:06 | 显示全部楼层

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这个也不错,是给普通用家由初级到进阶者看的,我就是这一档次的,赫赫。。。。
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发表于 2006-8-4 22:16:15 | 显示全部楼层

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下周2,俺将拿到一个据称精度为10厘米以内的GPS系统,测试一下。
数据更新速度从1Hz 提到到 25Hz
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发表于 2006-8-4 22:43:43 | 显示全部楼层

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啊,精度为10厘米?比军用的精度还高N倍!
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发表于 2006-8-4 23:09:43 | 显示全部楼层

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10厘米还是在不设基准站的条件下,
有基准站,则是10毫米的精度。

俺也不太信,所以让他们下周拿来给俺演示一下瞧瞧。
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发表于 2006-8-4 23:11:11 | 显示全部楼层

回复: 转贴一个入门级的GPS介绍

Post by html
下周2,俺将拿到一个据称精度为10厘米以内的GPS系统,测试一下。
数据更新速度从1Hz 提到到 25Hz


厉害!连这么高级的冬冬你都可以弄到?
在国内是受管制的,不允许用这么精确的GPS的,加拿大不管吗?
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 楼主| 发表于 2006-8-4 23:22:12 | 显示全部楼层

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不会有那么高的精度吧?觉得有些不可信呀。
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发表于 2006-8-6 13:52:16 | 显示全部楼层

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对GPS我只是有一点点认识,可是精却到10CM,这可太牛了!
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发表于 2006-8-6 23:02:28 | 显示全部楼层

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Post by Peter
对GPS我只是有一点点认识,可是精却到10CM,这可太牛了!

精确到mm级别,国内肯定可以做到,不过目前的差分系统需要定位数小时才能达到这个精度。

俺打算测试的这个是可以动态实时测量,并实现厘米精度。这套系统是美国宇航局搞的,他们在GPS的基础上,又追加了一套校正卫星网络,覆盖范围:南北75度之内,不是全球的。
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发表于 2007-7-2 21:14:34 | 显示全部楼层

回复: GPS原理及使用注意事项(ZT)

用了好几年了。我觉得最好写一些出了故障怎样恢复之类文章较好。
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发表于 2007-7-4 10:48:59 | 显示全部楼层

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呵呵,GPS驾车游可少不了它!
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