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GPS定位系統(tǒng)原理 GPS：全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(Global Positioning System,GPS)是由美國(guó)政府所發(fā)展，整個(gè)系統(tǒng)約分成下列三個(gè)部份： 【太空衛(wèi)星部份】由 24 顆繞極衛(wèi)星所組成，分成六個(gè)軌道，運(yùn)行于約 20200公里的高空，繞行地球一周約12小時(shí)。每個(gè)衛(wèi)星均持續(xù)著發(fā)射載 有衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)及時(shí)間的無線電波，提供地球上的各種接收機(jī)來應(yīng)用。 【地面管制部份】這是為了追蹤及控制上述衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)，所設(shè)置的地面 管制站，主要工作為負(fù)責(zé)修正與維護(hù)每個(gè)衛(wèi)星能保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)的各項(xiàng)參 數(shù)數(shù)據(jù)，以確保每個(gè)衛(wèi)星都能提供正確的訊息給使用者接收機(jī)來接收。 【使用者接收機(jī)】追蹤所有的 GPS衛(wèi)星，并實(shí)時(shí)地計(jì)算出接收機(jī)所在 位置的坐標(biāo)、移動(dòng)速度及時(shí)間，GARMIN GPS 即屬于此部份。 我們一般民間所能擁有及應(yīng)用的，就是第三部份。計(jì)算原理為：每個(gè)太空衛(wèi)星在運(yùn)行時(shí)，任一時(shí)刻都有一個(gè)坐標(biāo)值來代表其位置所在(已知值)，接收機(jī)所在的位置坐標(biāo)為未知值，而太空衛(wèi)星的訊息在傳送過程中，所需耗費(fèi)的時(shí)間，可經(jīng)由比對(duì)衛(wèi)星時(shí)鐘與接收機(jī)內(nèi)的時(shí)鐘計(jì)算之，將此時(shí)間差值乘以電波傳送速度(一般定為光速)，就可計(jì)算出太空衛(wèi)星與使用者接收機(jī)間的距離，如此就可依三角向量關(guān)系來列出一個(gè)相關(guān)的方程式。 一般我們使用的接收機(jī)就是依上述原理來計(jì)算出所在位置的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，每接收到一顆衛(wèi)星就可列出一個(gè)相關(guān)的方程式，因此在至少收到三衛(wèi)星后，即可計(jì)算出平面坐標(biāo)(經(jīng)緯度)值，收到四顆則加上高程值，五顆以上更可提高準(zhǔn)確度，這就是 GPS的基本定位原理。一般來說，使用者接收機(jī)每一秒鐘的坐標(biāo)數(shù)據(jù)都是最新的，也就是說接收機(jī)會(huì)自動(dòng)不斷地接收衛(wèi)星訊息，并實(shí)時(shí)地計(jì)算其所在位置的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，如此使用者便不需擔(dān)心是否接收機(jī)顯示的數(shù)據(jù)太舊或是不準(zhǔn)確了。 由于衛(wèi)星是處在相當(dāng)高的運(yùn)行軌道上，其傳送的訊號(hào)是相當(dāng)?shù)奈⑷�，因此它不像一般通訊無線電或大哥大等可在室內(nèi)使用或收到訊號(hào)，在使用時(shí)需注意下列事項(xiàng)： 　　1.需在室外及天空開闊度較佳之地方才能使用，否則若大部份之衛(wèi)星信號(hào)被建筑物、金屬遮蓋物、濃密樹林等所阻擋，接收機(jī)將無法獲得足夠的衛(wèi)星訊息來計(jì)算出所在位置之坐標(biāo)。 　　2.請(qǐng)勿在具1.57GHz左右之強(qiáng)電波環(huán)境下使用，因此環(huán)境易將衛(wèi)星訊號(hào)遮蓋掉，造成接收機(jī)無法獲得足夠的衛(wèi)星訊息來計(jì)算出所在位置之坐標(biāo)，尤其是高壓電塔下方。 　　3.單純 GPS 所計(jì)算出的高程值，并非是我們一般所說的海拔高度及氣壓計(jì)量測(cè)的飛行高度，原因在于所使用的海平面基準(zhǔn)點(diǎn)不同，因此在使用時(shí)請(qǐng)務(wù)必注意此點(diǎn)。 GPS 的基本應(yīng)用就是導(dǎo)航與定位，定位方面在上文已描述過，而導(dǎo)航方面就是利用所求出的定位數(shù)據(jù)來計(jì)算。接收機(jī)所計(jì)算出的任何時(shí)刻坐標(biāo)數(shù)據(jù)，在GPS里我們都稱為一個(gè)航點(diǎn)(WAYPOINT)，也就是說每個(gè)航點(diǎn)所表示的就是一個(gè)坐標(biāo)值，比較重要的航點(diǎn)，我們就可以把它儲(chǔ)存在接收機(jī)內(nèi)，并編上一個(gè)名字，讓我們可以辨別。 由于在地球表面上的任何位置，都以不同的坐標(biāo)值來表示，因此只要知道兩個(gè)不同航點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，接收機(jī)就可馬上計(jì)算出兩個(gè)航點(diǎn)間的直線距離、相對(duì)方位及航行速度，這就是GPS 接收機(jī)導(dǎo)航數(shù)據(jù)的來源。 例如：目前我們?cè)趶V州南沙港，希望往南行駛，第一個(gè)目的地是虎門，第二個(gè)目的地是香港為終站；從起點(diǎn)至終點(diǎn)，每站就都是一個(gè)航點(diǎn)，航點(diǎn)與航點(diǎn)間的行程稱為航段(LEG)，從起點(diǎn)依序經(jīng)過各點(diǎn)至終點(diǎn)琉球等，整個(gè)行程我們稱之為一條航線或是一條路徑(ROUTE)，圖標(biāo)如下： 　　(航點(diǎn))　　　航段　　(航點(diǎn))　　航段　(航點(diǎn)) 　　廣州南沙港　　→　　　虎門　　　→　　香港 　　全程稱為：Route 我們只要事先將各點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)(利用地圖或查詢相關(guān)數(shù)據(jù))輸入GPS接收機(jī)內(nèi)，我們就可建立許多航點(diǎn)數(shù)據(jù)，要使用時(shí)候?qū)⑵浣谐�，利�?GPS接收機(jī)的導(dǎo)航功能做各航段間的導(dǎo)航。而當(dāng)進(jìn)行導(dǎo)航時(shí)，為使我們的行進(jìn)方向不致于偏移太多，有些 GPS 提供了航線寬度─ CDI的設(shè)定功能，只要我們行進(jìn)時(shí)偏離我們所設(shè)定的航線寬度限制，GPS 就會(huì)自動(dòng)提示我們，這就是CDI的作用。由此可知，要利用

回答者：w7614405452016-04-08 00:00