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GPS車載智能導航

(2008-09-02 10:17:56) 下一個
GPS的性能指標: 對於GPS功能來說最為重要的就是開機搜星以及定位的速度,導航時信號的穩定性、定位精度等。

1、衛星軌跡 
 有24顆GPS衛星沿六條軌道繞地球運行(每四顆一組),一般不會有超過12個衛星在地球的同一邊,大多數GPS接收器可以追蹤8~12顆衛星。計算LAT/LONG(2維)坐標至少需要3顆衛星。再加一顆就可以計算3維坐標。對於一個給定的位置,GPS接收器知道在此時哪些衛星在附近,因為它不停地接收從衛星發來的更新信號。

2、並行通道
因為最多可能有12顆衛星是可見的(平均值是8),這意味著GPS接收器必須按順序訪問每一顆衛星來獲取每顆衛星的信息。市麵上的GPS接收器大多數是12並行通道型的,這允許它們連續追蹤每一顆衛星的信息,12通道接收器的優點包括快速冷啟動和初始化衛星的信息,而且在森林地區可以有更好的接收效果。一般12通道接收器不需要外置天線,除非你是在封閉的空間中。

3、定位時間
就一般GPS 產品所標, 最常見是說熱開機 8~15秒,暖開機 38~48秒,冷開機 45~120秒, 由於各家製造商定義並不一致,所以可能甲商的暖開機相當乙商的冷開機。

GARMIN 的定義為冷開機時,約需45秒,暖機時,約需15秒,自動重新定位時,約需5 分鍾---依序相當一般的暖開機、熱開機、冷開機。

熱開機就是GPS關閉不久後的再開啟,GARMIN 是定義在30秒間隔內,實際要祝情況而定,相當是衛星收訊不佳、失聯,再度獲取定位的時間[reacquisition] ,時間通常在10秒、20秒內。

暖開機就是一般開機,包括GPS 自我測試、取得精確星曆至定位完成,在天空開闊下,通常在 40秒內。就是有星曆資料[Almanac],沒有導航訊息[Current Ephemeris (nav message) ], 前提是離上次關機移動距離在100公裏內、速率在 25m/sec 下,預測星曆並不精確,也不能定位,有效時限可在數周甚至數月之久。所以手持GPS 用衛星模擬時,會顯示最後關機地點的衛星分布圖,是利用預測星曆。

由於 GPS 提供衛星的訊息就在分布圖上,所以可以這麽說,如果GPS 一開,時間正確,出現了衛星訊息的長條,空心隻表示有預測星曆,實心表示已取得導航訊息,其有效時限為30分鍾,唯有在取得多顆衛星的資料後,定位才能動作。

Cold Start 冷開機:開機後GPS接收器需執行一連串如下載星曆等的初始化動作,也稱為初始值。
Acquisition Time 第一次定位時間:GPS接收器接收衛星訊號以決定初始位置所花的時間,一般而言4顆衛星可決定3D位置,3個衛星可決定2D位置。GPS接收機首次開機定位後,在下次開機時,接收機將會直接利用記憶體內的衛星軌道資料及上次關機位置座標,進行快速的接收及計算,以求出目前所在地座標值,不必再花大量的時間等待搜尋衛星資訊。冷開機通常在60秒內完成。

自動重新定位,約需 2~5分鍾,相當首次定位,就是 GPS 完全沒有星曆資料、時間不正確…會由PRN#1按編號一一搜尋衛星,直到以取得資料並加以定位,越新越多頻道的GPS 也許隻需較短的時間。

4、定位精度
大多數GPS接收器的水平位置定位精度在5m~10m左右。飄移是GPS中常見的現象,例如我們在行車過程中,發現導航地圖上所顯示的我們的車子跑到旁邊的路上去了,飄移現象通常是由於衛星信號接收不穩定的情況造成的,多發於高樓密集地區或是高架下,如果使用GPS的環境信號實在太過惡劣的話,建議選配外置天線.

5、DGPS功能
為了將SA和大氣層折射帶來的影響降為最低,有一種叫做DGPS發送機的設備。它是一個固定的GPS接收器(在一個勘探現場100km~200km的半徑內設置)接收衛星的信號,它確切地知道理論上衛星信號傳送到的精確時間是多少,然後將它與實際傳送時間相比較,然後計算出“差”,這十分接近於SA和大氣層折射的影響,它將這個差值發送出去,其他GPS接收器就可以利用它得到一個更精確的位置讀數(5m~10m或者更少的誤差)。

許多GPS設備提供商在一些地區設置了DGPS發送機,供它的客戶免費使用,隻要客戶所購買的GPS接收器有DGPS功能。

6、信號幹擾
要給予你一個很好的定位,GPS接收器需要至少3~5顆衛星是可見的。如果你在峽穀中或者兩邊高樓林立的街道上,或者在茂密的叢林裏,你可能不能與足夠的衛星聯係,從而無法定位或者隻能得到二維坐標。同樣,如果你在一個建築裏麵,你可能無法更新你的位置,一些GPS接收器有單獨的天線可以貼在擋風玻璃上,或者一個外置天線可以放在車頂上,這有助於你的接收器得到更多的衛星信號。

7、物理指標
選購GPS設備時,大小、重量、顯示畫麵、防水、防震、防塵性能、耐高溫、耗電等物理指標都要考慮在內。

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