1痪枫、GPS定位的原理
要搞清楚這個問題,首先要從GPS的定位原理講起凹髓,從數(shù)學(xué)角度來講烁登,就是空間已知三點(diǎn)的位置,以及你到這三點(diǎn)的相對距離蔚舀,求你的位置饵沧,這是立體幾何里一個很簡單的問題,是GPS的數(shù)學(xué)原理赌躺。
對應(yīng)到實際應(yīng)用中狼牺,已知三點(diǎn)的位置 ,就是天上的三顆衛(wèi)星礼患,因為衛(wèi)星是按照“星歷”精確運(yùn)行的是钥,所以它在某一時間的位置我們可以知道,這就滿足了數(shù)學(xué)原理里的第一個解題條件缅叠;
第二個條件是需要知道你到這三顆衛(wèi)星的相對距離悄泥,衛(wèi)星發(fā)射特定的無線電信號,你的GPS接收機(jī)收到這個信號之后來比對時間差肤粱,因為無線電的傳播速度是已知的弹囚,所以通過這個時間差就可以算出你相對于衛(wèi)星的距離。兩個條件都滿足了领曼,你的位置也就出來了鸥鹉。
以上只是對于GPS原理的一個簡單描述,實際應(yīng)用還要復(fù)雜得多悯森,事實上達(dá)到3D定位宋舷,至少需要4顆衛(wèi)星,多出的一顆是用來授時的瓢姻。有興趣的朋友可以查閱相關(guān)資料來滿足你的好奇心祝蝠。
2、漂移的產(chǎn)生原因
明白了GPS的定位原理,我們就會發(fā)現(xiàn)绎狭,雖然數(shù)學(xué)原理是很簡單的细溅,但是要通過物理手段實現(xiàn)兩個已知條件,是很復(fù)雜的事情儡嘶。
首先喇聊,衛(wèi)星在天上飛,誰也不敢保證它能一絲不差的在自己的軌道上蹦狂,總會有或多或少的偏差誓篱。
其次,你的GPS接收機(jī)上也不可能安個銫原子鐘凯楔,無線電波的傳播速度每秒大約是30萬公里窜骄,簡單計算一下你就會發(fā)現(xiàn),如果時間誤差了0.00001秒摆屯,那距離差了多少呢邻遏?即使你的時間不會有誤差,無線電波在空氣中的傳播也會受到很多因素的影響虐骑,比如天氣准验。
以上的影響還不是最主要的,更重要的影響原因是你能收到多少衛(wèi)星信號廷没。GPS的信號是很微弱的糊饱,接收機(jī)上那么小一個陶瓷天線,你還指望能有什么太好的效果嗎颠黎?所以基本上有什么東西阻擋的話济似,你就會收不到信號,即使你收到了十顆八顆信號很強(qiáng)的衛(wèi)星盏缤,就一定會很準(zhǔn)確了嗎?非也蓖扑,假如你正好趕上這十顆衛(wèi)星都扎成一堆開會唉铜,或者排成一條整齊的隊伍放學(xué)回家,那你慘了律杠。
定位是不是精確潭流,衛(wèi)星的分布位置也是一個非常重要的影響因素,好的狀態(tài)是強(qiáng)信號的衛(wèi)星以等邊三角形的狀態(tài)分布于天窮的3個角落柜去,相對距離盡量的大灰嫉,不要排列在近似一條直線上,這是由GPS的數(shù)學(xué)原理決定的嗓奢。
以上所講的讼撒,還都指不可控的技術(shù)誤差,屬于”天災(zāi)“的范疇,自古以來根盒,“天災(zāi)”是從來離不開“人禍”的钳幅,當(dāng)科技發(fā)展的水平已經(jīng)足夠把這些誤差降到很低的時候,你還會發(fā)現(xiàn)另一個十分尷尬的問題就是:人家壓根就不想讓你得到這么高的精度炎滞。大家知道敢艰,民用的GPS和軍用的接收頻點(diǎn)是不一樣的,民用的有擾碼册赛,是專門給你搗亂用的钠导!
明白了以上內(nèi)容,你就會發(fā)現(xiàn)森瘪,太多的因素影響到了GPS的定位精度牡属,也就導(dǎo)致了你站在原地不動的時候,每秒鐘計算出來你的坐標(biāo)位置都不同柜砾,把這些點(diǎn)連成線的時候湃望,你看到的再也不是平滑的運(yùn)行軌跡,而是令人十分揪心的一團(tuán)亂麻痰驱,這也就是我們平時討論比較多的漂移证芭。