手机gps导航原理是什么意思-手机gps导航原理是什么

tamoadmin 科技前沿 2024-09-05 0
  1. GPS导航仪的导航原理和功能。中国的导航系统是什么?为什么我国要自主研发导航系统?
  2. GPS定位导航系统是什么原理
  3. 手机中的GPS导航系统是什么意思?
  4. GPS定位的原理

手机是否支持GPS导航功能?

手机GPS导航功能使用指南

现在的手机越来越智能,GPS导航功能也成为了手机应用的常见功能之一。很多人在购买手机时会考虑是否支持GPS导航功能,但是不是所有的手机都支持这个功能。那么,怎么才能知道自己的手机是否支持GPS导航呢?本篇文章将为大家详细介绍。

手机gps导航原理是什么意思-手机gps导航原理是什么
(图片来源网络,侵删)

一、什么是GPS导航功能?

GPS导航功能是指利用全球卫星定位系统(GPS)提供的地理位置信息,结合地图软件等应用软件,实现智能设备的导航功能。通过GPS导航功能,用户可以随时随地查询自己所处的位置及目的地信息,提供详细的导航路线和导航提示,为出行提供更加方便、快捷的服务。

二、如何判断手机是否支持GPS导航功能?

一般来说,购买手机时都会有相关说明,用户可以查看手机说明书或上有关手机的详细信息。如果无法确认手机是否支持GPS导航功能,也可以通过以下方法来判断:

1.检查手机是否有GPS芯片。

GPS芯片是实现GPS导航功能的关键,只有装有GPS芯片的手机才能支持GPS导航功能。如果在手机参数中没有发现GPS芯片或GPS模块等信息,那很可能是不支持GPS导航的。

2.查看手机是否预装了地图软件或导航软件。

如果手机自带地图或导航软件,那么通常也是支持GPS导航功能的。可以打开手机中预装的地图或导航软件来检查是否有GPS定位的选项以及其他相关设置。

3.下载安装GPS导航软件。

如果手机没有预装地图或导航软件,那么可以通过下载第三方GPS导航软件来使用GPS导航功能。在应用商店中搜索“GPS”、“导航”等关键词,下载评分较高的软件,安装后可进行测试。

三、如何使用手机GPS导航功能?

如果确认自己的手机支持GPS导航功能,那么可以通过以下步骤使用:

1.打开地图或导航软件。

2.在地图上找到当前位置,可以通过GPS自动定位或手动设置当前位置。

3.设置目的地地址。

4.打开导航功能。在导航过程中,可以显示当前位置、行驶距离、路况等相关信息,同时也会提供行车指南和语音提示。

总之,GPS导航功能是现代生活一个重要的出行工具,为人们提供了便利和安全。如果想要使用GPS导航功能,可以先确认自己的手机是否支持,然后进行相应的设置和安装即可。

GPS导航仪的导航原理和功能。中国的导航系统是什么?为什么我国要自主研发导航系统?

根据差分GPS基准站发送的信息方式可将差分GPS定位分为三类,即:位置差分、伪距差分和相位差分。这三类差分方式的工作原理是相同的,即都是由基准站发送改正数,由用户站接收并对其测量结果进行改正,以获得精确的定位结果。所不同的是,发送改正数的具体内容不一样,其差分定位精度也不同。

1. 位置差分原理

这是一种最简单的差分方法,任何一种GPS接收机均可改装和组成这种差分系统。

安装在基准站上的GPS接收机观测4颗卫星后便可进行三维定位,解算出基准站的坐标。由于存在着轨道误差、时钟误差、SA影响、大气影响、多径效应以及其他误差,解算出的坐标与基准站的已知坐标是不一样的, 存在误差。基准站利用数据链将此改正数发送出去,由用户站接收,并且对其解算的用户站坐标进行改正。

最后得到的改正后的用户坐标已消去了基准站和用户站的共同误差,例如卫星轨道误差、 SA影响、大气影响等,提高了定位精度。以上先决条件是基准站和用户站观测同一组卫星的情况。 位置差分法适用于用户与基准站间距离在100km以内的情况。

GPS静态测量

 

GPS静态测量是利用GPS卫星的载波相位进行静态相对定位测量,以获得高精度的基线测量结果。为了准确地求解载波相位的整周模糊度,必须静止观测相当一段时间(一般为半小时以上,边长越长观测时间应当越长);如果用整周模糊度快速逼近技术,则观测时间可以缩短到5-10分钟;另外,在精度要求稍低的情况下,也可以用准动态(或称为走走停停)测量或复测法准动态测量。

在一般边长不超过10-15公里的测量应用中,单频GPS接收机就能满足测量作业的需求,基线测量精度可以达到5毫米+1PPM。对于边长长于10-15公里的应用则要用双频GPS接收机系统。因为当边长长于10-15公里时,电离层折射对GPS观测的影响已经无法用简单的差分处理消除,必须用双频GPS接收机来消除其影响,因为电离层折射对无线电波的传播时延与无线电波的频率相关。

GPS定位导航系统是什么原理

GPS导航原理

GPS系统包括三大部分:

卫星部分—GPS卫星;

地面控制部分—地面监控系统;

实际使用设备部分—GPS信号接收机。

GPS导航全过程可以概括为三步:定位、计算和导航。

1定位:通过卫星导航器进行定位,找出当前所在地。由内置天线接收到卫星高频信号后,正常工作需要同时收到4颗卫星,通过CPU分析、计算、处理,得出具体的经、纬度,再匹配到地图上显示出来;

2计算:输入目的地后,通过导航软件系统,在导航电子地图数据库中进行数据检索,找出目的地,根据上一步的定位,计算从所在地到目的地的道路;

3导航:导航器接收到的卫星信号,导航软件会将定位数据和地图数据库实时匹配,从而指导硬件提示(语音),并在液晶屏上面显示出该怎样走。

具体说明

GPS卫星星座

GPS工作卫星及其星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成GPS卫星星座,记作(21+3)GPS星座。24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内,轨道倾角为55度,各个轨道平面之间相距60度,即轨道的升交点赤经各相差60度。每个轨道平面内各颗卫星之间的升交角距相差90度,一轨道平面上的卫星比西边相邻轨道平面上的相应卫星超前30度。

在两万公里高空的GPS卫星,当地球对恒星来说自转一周时,它们绕地球运行二周,即绕地球一周的时间为12恒星时。这样,对于地面观测者来说,每天将提前4分钟见到同一颗GPS卫星。位于地平线以上的卫星颗数随着时间和地点的不同而不同,最少可见到4颗,最多可见到11颗。在用GPS信号导航定位时,为了结算测站的三维坐标,必须观测4颗GPS卫星,称为定位星座。

地面监控系统

对于导航定位来说,GPS卫星是一动态已知点。星的位置是依据卫星发射的星历—描述卫星运动及其轨道的参数算得的。每颗GPS卫星所播发的星历,是由地面监控系统提供的。卫星上的各种设备是否正常工作,以及卫星是否一直沿着预定轨道运行,都要由地面设备进行监测和控制。地面监控系统另一重要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准—GPS时间系统。这就需要地面站监测各颗卫星的时间,求出钟差。然后由地面注入站发给卫星,卫星再由导航电文发给用户设备。GPS工作卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站。

GPS信号接收机

GPS信号接收机的任务是:能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号,并跟踪这些卫星的运行,对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理,以便测量出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间,解译出GPS卫星所发送的导航电文,实时地计算出测站的三维位置,位置,甚至三维速度和时间。

GPS的功能

定位:GPS通过接收卫星信号,可以准确地定出其所在的位置(经纬度),位置误差小于10米。如果机器里带地图的话,就可以在地图上相应的位置用一个记号标记出来。同时,GPS还可以取代传统的指南针,显示方向,取代传统的高度计,显示海拔高度等信息。

测速:通过GPS对卫星信号的接收计算,可以测算出行驶的具体速度,这比车上的里程表准多了。

显示航迹:今天要去A地,可是不认识,去的时候有人带路,回来时GPS带有航迹记录功能,可以记录下你车辆行驶经过的路线,小于10米的精度,甚至能显示两个车道的区别!回来时,可以启动它的“返程”功能,顺着来的路线顺利回家!

导航:要去的地方不认识,也没人带着去时GPS存储的地图中包含有详细的北京城区图,甚至包括大的商场、医院、场所等的信息,这样一来,就可以利用GPS的导航功能,设定好位置,设定好相应的转折点,一路上, GPS会在到达转折点前一定时提醒你要转弯了,这样就可以找到目的地了。

GPS的用途

GPS的最初用途 ——GPS最初就是为军方提供精确定位而建立的,至今它仍然由美国军方控制。军用GPS产品主要用来确定并跟踪在野外行进中的士兵和装备的坐标,给海中的军舰导航,为军用飞机提供位置和导航信息等。

GPS系统目前的应用——我们可以应用GPS信号进行海、陆、空导航,导弹的制导,大地测量和工程测量的精密定位,时间的传递和速度的测量等。对于测绘领域,GPS卫星定位技术已经用于建立高精度的全国性的大地测量控制网,测定全球性的地球动态参数;用于建立陆地海洋大地测量基准,进行高精度的海岛陆地联测以及海洋测绘;用于监测地球板块运动状态和地壳形变;用于工程测量,成为建立城市与工程控制网的主要手段。用于测定航空航天摄影瞬间的相机位置,实现仅有少量地面控制或无地面控制的航测快速成图,导致地理信息系统、全球环境遥感监测的技术革命。

许多商业和机构也使用GPS设备来跟踪他们的车辆位置,这一般需要借助无线通信技术。一些GPS接收器集成了收音机、无线电话和移动数据终端来适应车队管理的需要。

手机中的GPS导航系统是什么意思?

全球定位系统(GPS)是英文Global Positioning System的字头缩写词的简称.它的含义是利用导航卫星进行测时和测距,以构成全球定位系统.它是由美国国防部主导开发的一套具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航定位系统.

GPS用户部分的核心是GPS接收机.其主要由基带信号处理和导航解算两部分组成.其中基带信号处理部分主要包括对GPS卫星信号的二维搜索、捕获、跟踪、伪距计算、导航数据解码等工作.导航解算部分主要包括根据导航数据中的星历参数实时进行各可视卫星位置计算;根据导航数据中各误差参数进行星钟误差、相对论效应误差、地球自转影响、信号传输误差(主要包括电离层实时传输误差及对流层实时传输误差)等各种实时误差的计算,并将其从伪距中消除;根据上述结果进行接收机PVT(位置、速度、时间)的解算;对各精度因子(DOP)进行实时计算和监测以确定定位解的精度.

GPS定位的原理

即全球定位系统(Global Positioning System)。简单地说,这是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。这个系统可以保证在任意时刻,地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星,以保证卫星可以集到该观测点的经纬度和高度,以便实现导航、定位、授时等功能。这项技术可以用来引导飞机、船舶、车辆以及个人,安全、准确地沿着选定的路线,准时到达目的地。

GPS(Global Positioning System)即全球定位系统,是由美国建立的一个卫星导航定位系统,利用该系统,用户可以在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维导航定位和测速;另外,利用该系统,用户还能够进行高精度的时间传递和高精度的精密定位。

现实生活中,GPS定位主要用于对移动的人、宠物、车及设备进行远程实时定位监控的一门技术。GPS定位是结合了GPS技术、无线通信技术(GSM/GPRS/CDMA)、图像处理技术及GIS技术的定位技术,主要可实现如下功能:

1.跟踪定位

监控中心能全天侯24小时监控所有被控车辆的实时位置、行驶方向、行驶速度,以便最及时的掌握车辆的状况。

2.轨迹回放

监控中心能随时回放近60天内的自定义时段车辆历史行程、轨迹记录。(根据情况,可选配轨迹DVD刻录服务)

3.报警(报告)

3.1,超速报警:车辆行驶速度超出监控中心预设的速度时,及时上报监控中心

3.2,区域报警(电子围栏):监控中心设定区域范围,车辆超出或驶入预设的区域会向监控调度中心给出相应的报警

3.3,停车报告:调度中心可对车辆的历史停车记录以文字形式生成报表,其中描述车辆的停车地点、时间和开车时间等信息,并可对其进行打印。

3.4,应急报警: 一旦遇有紧急险情(如遭劫等),请马上按动应急报警按钮,向监管中心报警,监管中心即刻会知道您处于紧急状态以及您所在的位置。经核实后,进入警情处置程序,助您脱险。(注:一旦应急报警按钮启动,此设备会立即关闭通话功能,但短信功能正常)

3.5,欠压报警,当汽车电瓶电压过低时,车载主机会自动向监控中心报警,由监控中心值班员提醒用户及时给车辆充电。

3.6,剪线报警,车辆主电瓶被破坏后或不能供电时,内置备用电池可维持产品继续工作,并向监控中心发送剪线报警。

4.地图制作功能

根据查看需要,客户可以添加修改自定义地图线路,以更好服务企业运行

5.里程统计

系统利用GPS车载终端的行驶记录功能和GIS地理系统原理对车辆进行行驶里程统计,并可生成报表且可打印。

6.车辆信息管理

方便易用的管理平台,提供了车辆、驾驶人员、车辆等信息的设定,以方便调度人员的工作。

7.短信通知功能

将被控车辆的各种报警或状态信息在必要时发送到管理者手机上,以便随时随地掌握车辆重要状态信息。

8.车辆远程控制

监控中心可随时对车辆进行远程断油断电,锁车功能。

9.车载电话

车载电话可以象普通手机一样拔打电话,调度中心可对此电话进行远程权限设置,即呼入限制、呼出限制、只能呼叫指定的若干电话号码。

10.油耗检测

实时监控车辆的油耗变化,并生成历史时段油量变化报表或油量曲线图,进而直观反映出油量的正常消耗与非正常消耗及加油数量不足等现象,达到油耗高水平管理,杜绝不良的发生。(需搭配油量传感器)

11.车辆调度

调度人员确定调度车辆或者在地图上画定调度范围,GPS系统自动向车辆或者画定范围内的所有车辆发出调度命令,被调度车辆及时回应调度中心,以确定调度命令的执行情况。GPS系统还可对每辆车成功调度次数进行月统计。 智能自检 车载终端可以进行自我诊断,一旦发生故障,就会向中心发出故障通知,方便工作人员维修,确保设备正常工作。

GPS始于13年 ,已于1994年进入完全运行状态。GPS的整个系统由空间部分、地面控制部分和用户部分所组成:

空间部分(太空部分)

GPS的空间部分是由24颗GPS工作卫星所组成,这些GPS工作卫星共同组成了GPS卫星星座,其中21颗为可用于导航的卫星,3颗为活动的备用卫星。这24颗卫星分布在6个倾角为55°的轨道上绕地球运行。卫星的运行周期约为12恒星时。每颗GPS工作卫星都发出用于导航定位的信号。GPS用户正是利用这些信号来进行工作的。

控制部分

GPS的控制部分由分布在全球的由若干个跟踪站所组成的监控系统所构成,根据其作用的不同,这些跟踪站又被分为主控站、监控站和注入站。主控站有一个,位于美国克罗拉多(Colorado)的法尔孔(Falcon)空军基地,它的作用是根据各监控站对GPS的观测数据,计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等,并将这些数据通过注入站注入到卫星中去;同时,它还对卫星进行控制,向卫星发布指令,当工作卫星出现故障时,调度备用卫星,替代失效的工作卫星工作;另外,主控站也具有监控站的功能。监控站有五个,除了主控站外,其它四个分别位于夏威夷(Hawaii)、阿松森群岛(Ascencion)、迭哥伽西亚(Diego Garcia)、卡瓦加兰(Kwajalein),监控站的作用是接收卫星信号,监测卫星的工作状态;注入站有三个,它们分别位于阿松森群岛(Ascencion)、迭哥伽西亚(Diego Garcia)、卡瓦加兰(Kwajalein),注入站的作用是将主控站计算出的卫星星历和卫星钟的改正数等注入到卫星中去。

用户部分(地面接收)

GPS的用户部分由GPS接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机气象仪器等所组成。它的作用是接收GPS卫星所发出的信号,利用这些信号进行导航定位等工作。 以上这三个部分共同组成了一个完整的GPS系统。 GPS的信号

GPS卫星发射两种频率的载波信号,即频率为1575.42MHz的L1载波和频率为1227.60MHz的L2载波,它们的频率分别是基本频率10.23MHz的154倍和120倍,它们的波长分别为19.03cm和24.42cm。在L1和L2上又分别调制着多种信号,这些信号主要有:

C/A码

C/A码又被称为粗捕获码,它被调制在L1载波上,是1MHz的伪随机噪声码(PRN码),其码长为1023位(周期为1ms)。由于每颗卫星的C/A码都不一样,因此,我们经常用它们的PRN号来区分它们。C/A码是普通用户用以测定测站到卫星间的距离的一种主要的信号。

P码

P码又被称为精码,它被调制在L1和L2载波上,是10MHz的伪随机噪声码,其周期为七天。在实施AS时,P码与W码进行模二相加生成保密的Y码,此时,一般用户无法利用P码来进行导航定位。

Y码

见P码。

导航信息

导航信息被调制在L1载波上,其信号频率为50Hz,包含有GPS卫星的轨道参数、卫星钟改正数和其它一些系统参数。用户一般需要利用此导航信息来计算某一时刻GPS卫星在地球轨道上的位置,导航信息也被称为广播星历。

SPS和PPS是GPS系统针对不同用户提供两种不同类型的服务。一种是标准定位服务(SPSStandard Positioning Service),另一种是精密定位服务(PPSPrecision Positioning Service)。这两种不同类型的服务分别由两种不同的子系统提供,标准定位服务由标准定位子系统(SPSStandard Positioning System)提供,精密定位服务则由精密定位子系统(PPSPrecision Positioning System)提供。

SPS主要面向全世界的民用用户。

PPS主要面向美国及其盟国的军事部门以及民用的特许用户。

在GPS定位中,经常用下列观测值中的一种或几种进行数据处理,以确定出待定点的坐标或待定点之间的基线向量:

L1载波相位观测值

L2载波相位观测值(半波或全波)

调制在L1上的C/A码伪距

调制在L1上的P码伪距

调制在L2上的P码伪距

L1上的多普勒频移

L2上的多普勒频移

实际上,在进行GPS定位时,除了大量地使用上面的观测值进行数据处理以外,还经常使用由上面的观测值通过某些组合而形成的一些特殊观测值,如宽巷观测值(Wide-Lane)、窄巷观测值(Narrow-Lane)、消除电离层延迟的观测值(Ion-Free)来进行数据处理。 GPS的误差

我们在利用GPS进行定位时,会受到各种各样因素的影响。影响GPS定位精度的因素可分为以下四大类:

人为

美国从其国家利益出发,通过降低广播星历精度( 技术)、在GPS基准信号中加入高频抖动( 技术)等方法,人为降低普通用户利用GPS进行导航定位时的精度。

卫星星历误差

在进行GPS定位时,计算在某时刻GPS卫星位置所需的卫星轨道参数是通过各种类型的星历[7]提供的,但不论用哪种类型的星历,所计算出的卫星位置都会与其真实位置有所差异,这就是所谓的星历误差。

卫星钟差

卫星钟差是GPS卫星上所安装的原子钟的钟面时与GPS标准时间之间的误差。

卫星信号发射天线相位中心偏差

卫星信号发射天线相位中心偏差是GPS卫星上信号发射天线的标称相位中心与其真实相位中心之间的差异。 GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据,用空间距离后方交会的方法,确定待测点的位置。如图所示,设t时刻在地面待测点上安置GPS接收机,可以测定GPS信号到达接收机的时间△t,再加上接收机所接收到的卫星星历等其它数据可以确定以下四个方程式:上述四个方程式中待测点坐标x、 y、 z 和Vto为未知参数,其中di=c△ti (i=1、2、3、4)。

di (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4到接收机之间的距离。

△ti (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的信号到达接收机所经历的时间。

c为GPS信号的传播速度(即光速)。

四个方程式中各个参数意义如下:

x、y、z 为待测点坐标的空间直角坐标。

xi 、yi 、zi (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4在t时刻的空间直角坐标,

可由卫星导航电文求得。

Vt i (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的卫星钟的钟差,由卫星星历提供。

Vto为接收机的钟差。

由以上四个方程即可解算出待测点的坐标x、y、z 和接收机的钟差Vto 。

事实上,接收机往往可以锁住4颗以上的卫星,这时,接收机可按卫星的星座分布分成若干组,每组4颗,然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位,从而提高精度。

由于卫星运行轨道、卫星时钟存在误差,大气对流层、电离层对信号的影响,以及人为的SA保护政策,使得民用GPS的定位精度只有100米。为提高定位精度,普遍用差分GPS(DGPS)技术,建立基准站(差分台)进行GPS观测,利用已知的基准站精确坐标,与观测值进行比较,从而得出一修正数,并对外发布。接收机收到该修正数后,与自身的观测值进行比较,消去大部分误差,得到一个比较准确的位置。实验表明,利用差分GPS,定位精度可提高到5米。

车用导航系统主要由导航主机和导航显示终端两部分构成。内置的GPS天线会接收到来自环绕地球的24颗GPS卫星中的至少3颗所传递的数据信息,由此测定汽车当前所处的位置。导航主机通过GPS卫星信号确定的位置坐标与电子地图数据相匹配,便可确定汽车在电子地图中的准确位置。

在此基础上,将会实现行车导航、路线推荐、信息查询、播放AV/TV等多种功能。驾驶者只须通过观看显示器上的画面、收听语音提示,操纵手中的遥控器即可实现上述功能,从而轻松自如地驾车。