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GPS接收機是接收全球定位系統衛星信號並確定地面空間位置的儀器。GPS衛星發送的導航定位信號,是一種可供無數用戶共享的信息資源。對於陸地、 海洋和空間的廣大用戶,只要擁有能夠接收、跟蹤、變換和測量GPS信號的接收設備, 即GPS信號接收機。

1概述

坐標
(coordinate)有2維、3維兩種坐標表示,當GPS能夠收到4顆及以上衛星的信號時,它能計算出本地的3維坐標:經度、緯度、高度,若只能收到3顆衛星的信號,它只能計算出2維坐標:精度和緯度,這時它可能還會顯示高度數據,但這數據是無效的。大部分GPS不僅能以經/緯度(Lat/Long)的方式,顯示坐標,而且還可以用UTM(UniversalTransverseMercator)等坐標系統顯示坐標但我們一般還是使用LAT/LONG系統,這主要是由你所使用的地圖的坐標系統決定的。坐標的精度在SelectiveAvailability(美國防部為減小GPS精確度而實施的一種措施)打開時,GPS的水平精度在100-50米之間,視接受到衛星信號的多少和強弱而定,若根據GPS的指示,說你已經到達,那麼四周看看,應該在大約一個足球場大小的面積內發現你的目標的。
GPS衛星群的示意圖

  GPS衛星群的示意圖

按接收機的用途分類
GPS接收機
測地型接收機
測地型接收機主要用於精密大地測量和精密工程測量。定位精度高。儀器結構複雜,價格較貴。 授時型接收機 這類接收機主要利用GPS衛星提供的高精度時間標準進行授時,常用於天文台及無線電通訊中時間同步。
單頻接收機
單頻接收機只能接收L1載波信號,測定載波相位觀測值進行定位。由於不能有效消除 電離層延遲影響,單頻接收機只適用於短基線(<15km)的精密定位。
通道數分類
GPS接收機能同時接收多顆GPS衛星的信號,為了分離接收到的不同衛星的信號,以實現對衛星信號的跟蹤、處理和量測,具有這樣功能的器件稱為天線信號通道。根據接收機所具有的通道種類可分為: 多通道接收機 序貫通道接收機 多路多用通道接收機
碼相關型接收機
碼相關型接收機是利用碼相關技術得到偽距觀測值。
混合型接收機
這種儀器是綜合上述兩種接收機的優點,既可以得到碼相位偽距,也可以得到載波相位觀測值。
第一顆GPS衛星
於1978年發射。
目前使用的系統是由第二代GPS衛星組成的,稱為Block II。
已有GPS衛星
運行在軌道上。
這24顆衛星的建造和發射總共花費了約120億美元。
每顆衛星重約787公斤。
這些衛星運行在地球上空約20公里的軌道上。
衛星沿軌道繞地球運行一周的時間為12小時。
俄羅斯也有一套與美國一樣的系統,被稱為GLONASS系統。
全球衛星定位系統(GPS) 實際上是一個衛星群,由27顆沿環地球軌道運行的衛星(24顆為工作衛星,另外三顆為備用衛星)組成。雖然這一衛星網路由美國軍方研發並作為軍用導航系統而使用,但很快這一系統就進入了普通百姓的生活中。
每一顆由太陽能提供動力的衛星的造價在3,000-4,000英鎊之間,並且在地球上空大約19,300千米的高度繞地球運行,每天繞地球運轉兩周。它們的運行軌道是經過特殊安排的,所以在任何時候,地球上任何地方的上空都至少可以「見到」四顆衛星。
GPS接收機的任務就是確定四顆或更多衛星的位置,並計算出它與每顆衛星之間的距離,然後用這些信息推算出自己的位置。這一計算過程的基礎是一條被稱為三邊測量法的簡單數學定理。

2如何測距

全球衛星定位系統
的方案解決了這一難題。每一顆衛星上仍然使用昂貴的原子鐘,但接收機使用的是經常需要調校的普通石英鐘。簡言之,接收機接收來自四顆或更多衛星的信號並計算自身的誤差。換句話說,接收機使用的「當前時間」必須是唯一值。正確的時間值的意義在於,使接收機收到的所有信號就好像都來自太空中的單一點。這一時間值是所有衛星上原子鐘的統一時間。因此接收機就可以將自身的時鐘調整到這一時間值,進而使接收機的時間與所有衛星上的原子鐘相同。GPS接收機就可以「免費」獲得原子鐘的精確度。
當測量到四顆定位衛星到您所處位置的距離時,您就可以畫出相交於一點的四個球面。即使您的數字有誤差,三個球面仍然可能相交,但如果您的測量有誤,四個球面就不可能相交於一點。由於接收機利用自身內置的時鐘來測量所有的距離,距離測量會呈現一定的比例誤差。
接收機可以輕易地計算出使四個球面相交於一點所進行的必要調整。基於此,接收機需要重新設置自身的時鐘以便和衛星原子鐘同步。接收機只要開啟就處在不斷的調整中,這也意味著接收機幾乎與衛星中昂貴的原子鐘一樣精確。
差分GPS
(DGPS)有助於糾正此類錯誤。其基本原理是用一個已知位置的固定接收機站來測算GPS的誤差。由於機站的DGPS硬體已經知道它自己的位置,它可以很容易地計算出它覆蓋範圍內的接收機的誤差。該機站會向所在區域內所有裝配DGPS的接收機發送無線電信號,為這一區域提供信號糾正信息。一般而言,能獲得這些糾正信息使DGPS接收機比普通的接收機要精確得多。
GPS接收機最基本的功能就是接收來自至少四顆衛星的信號,並且將這些信號中的信息與電子星曆的信息相結合以計算出接收機在地球上的位置。
一旦接收機計算完畢,它就可以告訴您它目前所處位置的經度、緯度和海拔(或與之類似的測量信息)。為了使導航更加人性化,大多數接收機會把這些原始數據標註在存儲於內存中的地圖文件上。

GPS分辨真假

GPS接收機分測流動和固定的兩種,市場上大多數的GPS都只是用了帶固定電子眼數據的地圖,這種產品只能測固定測速拍照電子眼,遇到流動測速警車就無能為力了.現在有很多不良的商家將用了帶固定電子眼數據的地圖的導航儀稱作具有電子狗功能,您買之前建議您多看一下對比一下,不要上當受騙喲.還有一些網上商城更是欺騙消費者,將配了普通低質雷達頭的GPS價格賣的老高.那種機器遇到流動測速設備時,GPS主機中根本就不能提示.所以買這種產品之前一定要多看才行的.我五個月前買了一台優途品牌的PND-4305L精英型的機器,用了這麼久了感覺還可以.我開車去新疆的途中,遇到幾輛流動測速警車,它都提前播報出來了,不僅有聲音提示而且在機器的屏幕上還有個像測速槍一樣的圖標一閃一閃的喲.不過我買的時候1580,不知現在有沒有便宜一點.您去百度一下看能否幫得上您的忙. 買導航要注意產品的收星能力,還有看產品有不有在國家商標局註冊,如果沒有註冊的話,多半是山寨機,這樣的產品售後基本上沒有什麼保障。如果您在網上購買的話還要看一下網站有沒有在國家信產部備案。要注意網購安全。
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