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讓你了解GPS定位與飄逸 GPS基礎知識掃盲集錦


 關于GPS的漂移:
  早先的GPS由于收星能力比較弱,總是會發生斷訊,尤其在城市中用做導航的時候,給出行造成很多不便。后來開發的一些民用GPS芯片,將信號不夠強的GPS信號也收入,這樣就造成了漂移的現象。但是如果在同樣的情況下,較早的GPS產品即會完全斷訊,直到可以找到信號夠強的衛星才開始接受。所以這是一個比較矛盾的選擇,但是隨著軟件和硬件的不斷開發升級,相信這種情況會越來越少。

  訊號會飄是Xtrac技術的GPS最常發生的問題(高感度的GPS大多是使用Xtrac技術,GM-270u就是),因為它是利用放大微弱信號加以運算來定位的,而衛星信號時刻都在改變,所以GPS不斷的運算以修正誤差,當所收訊號前后差異極大的時候,就會看到"飄移"的現象。導航軟體是單純接收GPS所傳來的信號,將定位信號顯現在螢幕上,所以跟信號飄移無關,純粹是GPS的接收定位誤差。2.再則GPS衛號有5~25公尺的誤差,當然地圖軟體鎖路程式設計也有關,但接收機因素比較大些吧。3.再則你的GPS使用的座標系統和電子地圖的座標系統是否相同呢(很少發生)

  gps的冷啟動、溫啟動、熱啟動


  GPS開機定位分為冷啟動、溫啟動和熱啟動三種:

  冷啟動:以下幾種情況開機均屬冷啟動。初次使用時;電池耗盡導致星歷信息丟失時;關機狀態下將接收機移動1000公里以上距離。

  溫啟動:距離上次定位的時間超過兩個小時的啟動。

  熱啟動:距離上次定位的時間小于兩個小時的啟動。

  有時候如果機器有軟件問題,需要進行冷啟動,冷啟動可以進行。

目前國際上常用(常見到的/較流行的)GPS模塊(OEM板)上的主芯片主要有3種。
(1)        美國SIRF(Sirf )
(2)        SONY(索尼愛立信/索愛)芯片
(3)        瑞士NENEM公司NEMERIX芯片

2.        三代芯片的核心:
芯片硬件大同小異,只是內部軟件起主要作用。所謂三代的核心技術只是在2代的基礎上提高改進了軟件的算法,就好比初、高中物理課上計算加速度/速度用的公式,但到了大學高等數學中導數、積分來計算同一道加速度/速度的物理題,方法(算法)不同,所用時間大不一樣,體現了中學和大學的區別,就好像2代和3代一樣。其次是硬件也提供了質量標準。

3.        三代芯片軟件主要功能:
3代芯片軟件提高升級:(1)算法改進提高搜星/定位速度時間。(2)通過軟件濾波器提高抗干擾性能、信噪比及接收有效星顆數。(3)有的芯片實現軟件DR航跡(轉跡)推算,提高抗高樓、樹蔭、橋下遮擋及隧道功能。(4)軟通道搜索,搜索提高可視衛星的通道數(可以12—24顆),人員、車輛、上下坡、姿態發生變化時、飛機、船舶星歷狀態發生變化時仍能繼續定位。

4.        三代芯片硬件改進:
(1)        芯片功耗降低,體積減少(與2代比)。
(2)        提高抗干擾能力,全屏蔽或雙芯片分開。

5.        GPS模塊與產品:
GPS產品多種多樣,但不一定用三代芯片就全都好了,三代芯片只不過是GPS
產品的核心部件,如同人的心臟、大腦,還要與其它元件相匹配(天線、放大器、濾波器,甚至導線、接頭等看起來無關緊要元件)。

6.        天線是重要因素:
手持、PDA、藍牙、G-Mouse等常見的GPS產品中都要用到GPS天線,無論有
源、無源甚至全向天線,十幾個性能指標中,夾角(1600最大全向天線除外),放大器dB數,阻抗范圍,材質,抗干擾能力與模塊匹配決定了整個產品的性能,甚至飛機上接2-3個天線(上、下面均有),有些在車內、車底部也很好定位。也就是說,3代模塊很好,天線不匹配可能不如搭配好2代產品。

 

7.        通道數:
3顆星二維,4顆星三維定位,這是GPS基本原理,我們在地面上使用是11-12
顆(因為天線160度夾角),全向天線也就12顆,到了天空飛行器(物體)可以多收幾顆(一定全向或二個以上天線),但也是從中取3-4顆信號最強、距離最近的有效衛星進行運算定位,不少軍用GPS都是5個通道,只是用4個通道定位,1個通道快速搜索所有可視衛星,并與其中4顆有效星比較,高出其中一個就替換,這樣就保持4顆最強信號衛星。因此不是通道越高越好,一般地面上12顆就夠了,什么16、18、20、24……都是軟通道,是體現最多可搜索可視衛星的顆數,沒有什么實際意義。

8.        感應度(dB數):
GPS接收信號的感應程度(-150—195dB)各廠家標準不統一,有的是模塊,
有的是模塊含天線,有的是平均值,有的是峰峰值(最大值),此值是在屏蔽室內用專用儀器測試,與大家實際環境(電場、磁場、高壓、微波、地磁……)有很大區別,因此該指標相差3-5dB,均屬同數量級無關緊要,只是個大概齊參考。

9.        三代產品明顯優勢特點(實際效果):
使用者只要對三代芯片具體技術指標一般了解即可,而更主要比較觀察是否
有以下特征。
(1)        定位時間快:無論冷啟動、溫啟、熱啟,重捕時間均快5-30秒鐘(與二代相比),實際上大部使用者也不差這十幾秒鐘。
(2)        高感度:即在高樓、樹蔭、橋下、遮檔、遂洞、窗口、車內,甚至車底盤下仍可很快定位收4顆以上衛星。常說:有點天空就可定位(單星定位),也就是《給點陽光就燦爛》。
(3)        抗干擾性能:高壓線、電場、磁場、高速動態、微波、手機,同頻干擾的環境下仍能正常工作。
(4)        功耗低、省電:降低了功耗,甚至有睡眠狀態(靜態不工作),可以節電,提高產品待機時間。
(5)        體積小,性能價格比好:體積小,重量輕,這是社會的需求和發展趨勢,可以擴大更多的應用范圍和領域。實際上三代芯片價格應該與二代相同,甚至應更低,但功能提高很多,T-38(16通道,3代) 200-300元/塊。

 

  不同GPS產品在性能上的差異主要取決于核心芯片。您在購買GPS時所看到的各項技術指標都是由GPS芯片決定的,GPS未來的發展也是有核心芯片技術決定的。

  在這里想講一個題外話,GPS接收機的性能很大程度上受天線技術影響,但是天線千差萬別,用戶只需要了解天線技術的類型就可以了。GPS天線主要有螺旋天線和平板天線。前者方向性不強,但增益也相對較小;后者具有較強的方向性,但增益也較強,適合平放在固定的地方使用。當然,天線的尺寸越大效果越好,部分產品配備了可以外接的高增益天線,這類天線普遍采用螺旋天線,因為外接天線尺寸變大以后,增益不成問題,對方向性更敏感。(整理:洪麓豐)

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