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GPS车载智能导航

(2008-09-02 10:17:56) 下一个
GPS的性能指标: 对于GPS功能来说最为重要的就是开机搜星以及定位的速度,导航时信号的稳定性、定位精度等。

1、卫星轨迹 
 有24颗GPS卫星沿六条轨道绕地球运行(每四颗一组),一般不会有超过12个卫星在地球的同一边,大多数GPS接收器可以追踪8~12颗卫星。计算LAT/LONG(2维)坐标至少需要3颗卫星。再加一颗就可以计算3维坐标。对于一个给定的位置,GPS接收器知道在此时哪些卫星在附近,因为它不停地接收从卫星发来的更新信号。

2、并行通道
因为最多可能有12颗卫星是可见的(平均值是8),这意味着GPS接收器必须按顺序访问每一颗卫星来获取每颗卫星的信息。市面上的GPS接收器大多数是12并行通道型的,这允许它们连续追踪每一颗卫星的信息,12通道接收器的优点包括快速冷启动和初始化卫星的信息,而且在森林地区可以有更好的接收效果。一般12通道接收器不需要外置天线,除非你是在封闭的空间中。

3、定位时间
就一般GPS 产品所标, 最常见是说热开机 8~15秒,暖开机 38~48秒,冷开机 45~120秒, 由于各家制造商定义并不一致,所以可能甲商的暖开机相当乙商的冷开机。

GARMIN 的定义为冷开机时,约需45秒,暖机时,约需15秒,自动重新定位时,约需5 分钟---依序相当一般的暖开机、热开机、冷开机。

热开机就是GPS关闭不久后的再开启,GARMIN 是定义在30秒间隔内,实际要祝情况而定,相当是卫星收讯不佳、失联,再度获取定位的时间[reacquisition] ,时间通常在10秒、20秒内。

暖开机就是一般开机,包括GPS 自我测试、取得精确星历至定位完成,在天空开阔下,通常在 40秒内。就是有星历资料[Almanac],没有导航讯息[Current Ephemeris (nav message) ], 前提是离上次关机移动距离在100公里内、速率在 25m/sec 下,预测星历并不精确,也不能定位,有效时限可在数周甚至数月之久。所以手持GPS 用卫星模拟时,会显示最后关机地点的卫星分布图,是利用预测星历。

由于 GPS 提供卫星的讯息就在分布图上,所以可以这么说,如果GPS 一开,时间正确,出现了卫星讯息的长条,空心只表示有预测星历,实心表示已取得导航讯息,其有效时限为30分钟,唯有在取得多颗卫星的资料后,定位才能动作。

Cold Start 冷开机:开机后GPS接收器需执行一连串如下载星历等的初始化动作,也称为初始值。
Acquisition Time 第一次定位时间:GPS接收器接收卫星讯号以决定初始位置所花的时间,一般而言4颗卫星可决定3D位置,3个卫星可决定2D位置。GPS接收机首次开机定位后,在下次开机时,接收机将会直接利用记忆体内的卫星轨道资料及上次关机位置座标,进行快速的接收及计算,以求出目前所在地座标值,不必再花大量的时间等待搜寻卫星资讯。冷开机通常在60秒内完成。

自动重新定位,约需 2~5分钟,相当首次定位,就是 GPS 完全没有星历资料、时间不正确…会由PRN#1按编号一一搜寻卫星,直到以取得资料并加以定位,越新越多频道的GPS 也许只需较短的时间。

4、定位精度
大多数GPS接收器的水平位置定位精度在5m~10m左右。飘移是GPS中常见的现象,例如我们在行车过程中,发现导航地图上所显示的我们的车子跑到旁边的路上去了,飘移现象通常是由于卫星信号接收不稳定的情况造成的,多发于高楼密集地区或是高架下,如果使用GPS的环境信号实在太过恶劣的话,建议选配外置天线.

5、DGPS功能
为了将SA和大气层折射带来的影响降为最低,有一种叫做DGPS发送机的设备。它是一个固定的GPS接收器(在一个勘探现场100km~200km的半径内设置)接收卫星的信号,它确切地知道理论上卫星信号传送到的精确时间是多少,然后将它与实际传送时间相比较,然后计算出“差”,这十分接近于SA和大气层折射的影响,它将这个差值发送出去,其他GPS接收器就可以利用它得到一个更精确的位置读数(5m~10m或者更少的误差)。

许多GPS设备提供商在一些地区设置了DGPS发送机,供它的客户免费使用,只要客户所购买的GPS接收器有DGPS功能。

6、信号干扰
要给予你一个很好的定位,GPS接收器需要至少3~5颗卫星是可见的。如果你在峡谷中或者两边高楼林立的街道上,或者在茂密的丛林里,你可能不能与足够的卫星联系,从而无法定位或者只能得到二维坐标。同样,如果你在一个建筑里面,你可能无法更新你的位置,一些GPS接收器有单独的天线可以贴在挡风玻璃上,或者一个外置天线可以放在车顶上,这有助于你的接收器得到更多的卫星信号。

7、物理指标
选购GPS设备时,大小、重量、显示画面、防水、防震、防尘性能、耐高温、耗电等物理指标都要考虑在内。

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