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GPS導航儀使用經驗與技巧

(2007-04-18 01:43:24) 下一個
在使用GPS的過程中經常遇到一些莫名的狀況,比如定位時間較長、信號弱甚至有時幹脆沒有信號,這些問題的頻繁出現讓人有種上當受騙的感覺,因為在廣告宣傳及產品介紹中對此類現象根本沒有提到過。我要向大家解釋的就是GPS並非“神仙”,它也有很多弱點,在目前很多以信號為“生”的電子產品中,GPS可算是一個弱“勢”群體,它的信號強度大概僅為手機的1/1000,但從應用的角度來說這並不是問題的根源所在,隻要掌握了一些使用GPS產品的技巧和方法, 很多狀況都是可以避免的,下麵我就來分析一下。

GPS接收信號的情況大概可以分為三種:良好、信號不穩定、根本收不到,這三種情況和用戶的使用環境及使用方法有著很大的關係,我們先從使用環境來看看。

室外:開闊地信號接收情況良好; 樹林密集處信號接收不穩定; 高樓密集處信號較差.

車內:車內分有膜、無膜兩種情況,不同情況下信號表現也有不同. GPS在車內的定位導航性能最為重要,但有時同一款產品不同用戶的使用效果也不一樣,這可能是就和車窗玻璃上貼的膜有關了。

高速運動:在高速運動的狀態下對GPS接收信號也會有一定的影響.

天氣:天氣對GPS的正常使用也有一定影響,比如霧天、雨天、雪天等情況下的使用效果較晴朗天氣就有一定差別。

GPS使用過程中有以下幾個小技巧,在遇到個別情況時大家可以試試,說不定就可以緩解信號接收的一些問題:

1.在戶外使用時應將機身的外置天線與天空保持水平。
2.盡量避開信號較差的區域,如:室內停車、高樓之間以及樹木密集處.
3.在移動過程中如果很長時間都無法定位,可先在原地停留一會,待信號接收穩定後再前行。

假設離上一次定位的時間並沒有超過6小時,基本上儲存在你GPS裝置內的精密衛星星曆都還是堪用的,因為至少有24顆的GPS衛星一天繞地球2圈,我們所處的北半球約6小時才會換成完全不同的12顆衛星,既然衛星都不一樣,這樣來討論衛星定位所需的時間才具客觀意義。

所以,當您的GPS已經接收到超過三顆衛星的訊號,訊號品質也不差,但卻等老半天還是沒有辦法成功定位,先別急著罵您的GPS接收器,很有可能就是頭上的衛星已經換另一批在天上,或是你所在的地表位置有很大的變動,這時候把你的GPS作一次冷開機(Hard-reset),將儲存在內存的資料清空吧,應該都可以解決這個問題。

所有的GPS產品多多少少都會出現定位不準和導航誤差的情況,一般定位誤差在20公尺以內的產品都算是不錯的了,引起這種誤差的原因並不一定都是導航產品本身的問題,它還包括衛星偏差、觀測偏差及與觀測相關之偏差等諸多因素。

衛星偏差
星曆誤差:由衛星實際運行之軌道或瞬間位置與導航訊號中廣播星曆之軌道預估資料間之偏差。
衛星時鍾之偏差:衛星上之時鍾與全球定位係統時鍾間之偏差。

觀測偏差
指接收儀之時鍾誤差,即接收儀時鍾與全球定位係統時鍾間之偏差。

與觀測相關之偏差
為衛星信號傳播過程中,因傳播介質與環境所引起的偏差。如起始整數周波未定值、對流層或電離層傳播延遲、多路徑誤差、周波脫落值及精密值強弱度等因素。

電離層傳播延遲: 衛星訊號在傳播過程中,經過大氣層時會受到電離層及對流層折射之影響而產生傳播延遲。電離層約在高度100公裏到1000公裏之大氣範圍,在此範圍內充滿了離子化微粒子與電子,因電子性質不穩定,對無線電信號造成很大的影響。電離層延遲修正的大小與衛星的高度即使用者的緯度有關,亦會受到電子密度的影響;而電子密度則會因日期、季節及太陽黑子周期而定。

對流層的影響: 對流層乃是由地表起算到約40公裏處之大氣範圍,至於40公裏~80公裏之大氣部分其影響量可以忽略。對流層為一中性大氣範圍,它對電磁波的影響與訊號之頻率無關,因此無法藉著同時對不同頻率訊號接收的方式加以消除。隻能以數學模式來推算其影響量而加以改正。對流層之影響會隨衛星高度,測點緯度及測點位置高而異。

多路徑效應: 是指GPS載波訊號被接收儀附近的障礙物多次折射所產生的影響。像如此GPS訊號是經由兩條以上的路徑到達天線盤時,則被稱為多路徑效應。

周波脫落: 當衛星訊號於傳播過程中受到幹擾而中斷,以致無法在持續的作相位追蹤,直到訊號重新被鎖定後再做正常的相位追蹤。此時,小數的周波數能可持續的追蹤,但是中斷期間造成相位連續累積的數值產生偏差,使得整數周波產生不連續的現象,而無法正常計算,此一現象被稱為周波脫落。

DOP值: 由於接收成果的好壞與被接收的衛星和使用者間的幾何形狀有關且影響甚距,該項所引起的誤差大小稱為精密值的強弱度(Dilution of Precision ,簡稱 DOP)。其可用為量測衛星的幾何分布影響成果精度的程度。

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