手機gps定位系統在哪里設置?手機定位系統怎么用?
手機gps定位系統在哪里設置(手機號碼gps定位設置技巧)
汽車里的車載導航
我們的日常出行基本上已經離不開導航定位,最常用的是手機導航或者車載導航,那么,GPS衛星在天上,你知道你的手機是如何利用GPS衛星信號來定位的嗎?本文帶你簡單了解一下。這里不做專業性的技術性分析,只做一般性的科普描述。
“定位”和“導航”其實是兩個概念,定位是得到你某一時刻的位置(比如經度、緯度、高度)。導航是從某一地點沿著規劃路徑到達另一個地點,導航依賴于連續的定位結果,另外也依賴于電子地圖,連續的定位結果實時顯示在電子地圖上。
GPS衛星
GPS的空間星座部分由21顆工作衛星和3顆備用衛星構成(實際上為30顆以上),這24顆衛星分布在6個軌道上,每個軌道不均勻的分布著4顆衛星。每個軌道面與地球赤道面的夾角約55°,相鄰兩個軌道面的升交點精度相差60°。GPS衛星屬于地球中軌衛星,衛星軌道的平均高度約20200km,運行軌道是一個很接近于正圓的橢圓形,運行周期為11小時58分鐘。
GPS衛星分布在6個軌道面上
1、GPS定位原理和方程
GPS衛星
對于地面上的接收機(手機、車載導航等)來說,其通過GPS天線接收所有可見的GPS衛星的信號,對這些信號進行數據處理,從而精確的測量出各個衛星信號的發射時間,然后將其自身時鐘所顯示的信號接收時間減去信號發射時間,這個時間差值再乘以光速,就得到接收機與衛星之間的距離。同時,接收機還從衛星信號中解碼出衛星的運行軌道參數,計算出衛星的空間位置。
多顆衛星信號被地面同一個接收機(如手機)接收到
如果衛星n(n=1,2,3……)的空間位置在一個直角坐標系中的坐標為(x(n),y(n),z(n)),而接收機測得其自身到該衛星的距離為ρ(n),那么根據數學公式就可以列出方程:
定位公式方程,其實公式左側還要加上一個未知量,即接收機時鐘的誤差
其中:
1、衛星坐標(x(n),y(n),z(n))是已知的。
2、接收機到衛星的距離ρ(n)是已知的。
3、接收機坐標(x,y,z)是未知的,是我們想要求解的用戶接收機(如手機)在直角坐標系中的三維坐標。
如果接收機對3顆可見衛星有測量值,那么接收機可分別列出3個方程式,然后從這3個方程式組成的方程組中求解出三個未知數(x,y,z)。實際上,接收機的時鐘通常與衛星時鐘(衛星上的原子鐘)不同步,所以接收機需要有4顆衛星的測量值,列出4個方程式才能求解出(x,y,z)和“接收機鐘差”這4個未知數,這就是GPS定位的基本原理。
下面再說一下,為什么衛星坐標(x(n),y(n),z(n))是已知的,接收機到衛星的距離ρ(n)也是已知的。實際上,它們是接收機可以通過接收衛星信號,解碼出衛星信號中的一些數據,直接計算出來的。
2、衛星坐標(x(n),y(n),z(n))是如何知道的
美國官方發布了一份叫《GPS界面控制文件(ICD-GPS-200C)》的文件,這個文件是公開的,在網上可以隨意下載。其實我們的北斗導航系統,官方也會發布這么一份ICD文件。這個文件描述了GPS衛星發射的信號的構成,包括載波、偽碼以及調制在載波上的數據碼(專業術語叫“導航電文”)的格式,導航電文里面包含了衛星星歷數據,什么是星歷呢?可以簡單理解為每顆衛星的運行軌道參數,每顆衛星有自己固定的軌道,不是隨意亂飛的。
GPS衛星星歷參數,在GPS衛星發射的信號中,就調制有導航電文(含星歷數據)
衛星每時每刻都在發射信號,信號中包含了它的星歷,那么就相當于每時每刻都在告訴地面接收機“我在哪”。接收機利用以上的星歷參數,可以計算出某顆GPS衛星在某一時刻在軌道上的位置(x(n),y(n),z(n)),計算 *** 有公開的文獻資料,不詳細贅述了。所以,因為星歷是公開已知的,那么衛星位置也是可以計算得到的,視為已知量。
3、接收機到衛星的距離ρ(n)是如何知道的
GPS衛星信號,就是電磁波,傳播速度為光速
上面說到,衛星每時每刻都在發射信號,那么每一個發射瞬間都對應著一個時間值t(s),衛星到地面的平均高度約20200km,除以光速3×10^8m/s,那么信號從發射到達地面,大約需要70毫秒。當然,這里僅僅指的是平均值,只是讓大家有個概念,也意識到要得到接收機到衛星之間的距離ρ(n),就得先知道接收到的信號的發射時間t(s)。
其實這個發射時間t(s),也是來源于導航電文,接收機解碼出導航電文,然后根據導航電文的規則和數據,拼裝出發射時間,這里面涉及到比較專業的知識了,就不展開贅述了。
因為導航電文是已知的,那么可以得到信號發射時間t(s),然后接收時間t(u)也是已知的(從接收機自己的時鐘讀取),那么,很容易算出:接收機到衛星的距離ρ(n)=(接收時間t(u)-發射時間t(s))×光速,所以ρ(n)也屬于已知量。
4、GPS地球坐標系和GPS時間系統
GPS坐標系統,地心地固直角坐標系(X,Y,Z)和大地坐標系(ρ,λ,h)
最后說一下GPS的坐標系統,以上衛星位置、接收機位置的坐標(x,y,z)等,都是表示在一個直角坐標系中。在GPS系統中,叫做WGS-84坐標系,既可以用相對于坐標原點的(x,y,z)直角坐標來表示,也可以換算為(ρ,λ,h)即經度、緯度、高度的大地坐標系來表示。一般來說,經度、緯度、高度可能更為大眾所知,電影里經常有前線士兵,向后方或飛機報告敵人的經緯高坐標,呼喚炮火支援。
GPS衛星原子鐘
GPS建立了其專用的GPS時間(GPST)系統,基于原子時,它的秒長是根據安裝在GPS地面監測站上的原子鐘和衛星原子鐘的觀測量綜合得到的。GPS時間的最小值為0,更大值不超過604800秒,它在每個星期六午夜零時開始逐漸增大,經過1周(即604800秒)后又歸0,同時星期數(WN)加1,周而復始。這個星期數(WN)也包含在導航電文里。
GPS時間在每周六午夜零時歸零,此時星期數(WN)加1,周而復始
GPS的時間原點是世界協調時(UTC)的1980年1月6日(星期日)的零時刻。有了時間起始原點,有了星期數WN,再有了1周內的某一時刻(604800秒之內的某一刻),就可以換算出GPS時刻。GPS時間和UTC時間的關系:GPST≈UTC+14。
手機定位功能的使用方法
第一步:在手機安裝可以實現定位的地圖軟件,如谷歌地圖,高德導航等軟件。
第二步:打開GPS功能:手機打開GPS的方法都差不多,在設置里就可以找到,直接勾選GPS開關就可以。
第三步:開啟流量輔助:如果地方是室內或是比較偏遠的地方,GPS定位是很緩慢的,需要很長時間才可以。如果想要很快的定位GPS,那么可以打開流量,等到gps定位后再關閉流量即可。
導航功能的使用方法
第一步:安裝導航軟件:導航的軟件有很多,谷歌和高德導航比較好用,可以試一試。
第二步:安裝完導航軟件之后,開啟GPS功能,然后打開導航軟件,這是會顯示GPS定位中,等待一會知道提示GPS一定為就成功了。
注意:在使用GPS的過程中是不需要開啟數據流量的。定位的時間會很長,需要耐心等待。
第三步:定位完成后就可以直接搜索目的地,然后你移動的位置會在導航中顯示,你的手機就成了一部導航儀了。
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