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1、GPS技术在手机中的应用浅析第27卷第6期长春师范学院学报(自然科学版)2008年12月Vol127 No16JournalofChangchunNormalUniversity(NaturalScience)Dec.2008GPS技术在手机中的应用浅析孟祥锐,费 龙,程 彬(长春师范学院城市与环境科学学院,吉林长春 130032)[摘 要]GPS即全球定位系统(GlobalPositioningSystem),是随着现代科学技术的发展而建立起来的卫星导航定位系统。目前,GPS卫星定位技术正广泛应用于测绘、交通、物流等多个领域。尤其是近两年,GPS迅速应用到了手机行业中。本文分析了GP
2、S在手机中可实现的功能,以及GPS技术如何与手机融为一体。[关键词]全球定位系统;手机;导航软件[中图分类号]TP79 [文献标识码]A [文章编号]1008-178X(2008)06-0075-04 GPS是美国国防部批准的陆海空三军联合研制的卫星导航系统,该系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统,因而手持GPS接收机得到越来越多人的使用。虽然人们开始意识到GPS可以为生活带来很多便利,而定位监控、紧急救助、搜索设施等功能却被忽略。GPS精准的定位、查询功能可以实现随具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时的功能。20世纪90年代以来,GPS在我国的应用
3、已经从少数科研单位和军用部门迅速扩展到各个民用领域。尤其在近几年,GPS在车辆上的应用比较广泛,目前,但是绝大多数用户还仅仅停留在GPS的导航、指路功能,时随地为人们提供服务。目前国内广泛应用的车载GPS只能在汽车上使用,无法最大限度地发挥GPS的“空间优势”。GPS需要一个尽情释放、发挥的平台。手机的移动性、便携性和普及性无疑给GPS一个全新的发展空间。对于手机行业来说,在成功整合了MP3音乐播放器、数码相机及PDA功能后,GPS导航与手机的结合也成为另一种新趋势。中国的两大移动通信运营商已经推出了手机定位业务。手机定位基于手机的移动基站,受环境影响大,定位精确度不高,没有手机信号的
4、地方更是无法实现定位。GPS手机是指在智能手机中安装电子地图,通过在手机中内建GPS模块或者外接蓝牙GPS模块来接收卫星信号进行高精度定位,可以绕过移动通信运营商,不需要增加运营成本,用户也无需负担额外的服务费用,并可以实时地找到所需的最佳方位。另外,GPS手机排除了卫星钟及大气干扰等因素,其定位的精度能保证在几米至几十米。1 GPS手机的定位原理利用三颗以上卫星的已知空间位置,用空间距离交会法,求得地面待定点(接收机)的位置,这就是GPS卫星定位的基本原理。但考虑到各种误差的影响,为了达到定位精度要求,至少需要同步观测4颗以上的卫星。GPS手机定位功能通过GPS定位技术中的单点动态定
5、位方法来实现。在定位过程中,接收机天线处于运动状态。这种运动状态也是相对的,通常是指待定点的位置,相对其周围的点位发生显著的变化,或针对所研究的问题和事物来说,其状态在观测期内不能认为是静止的可以忽略。单点动态定位是用安设在一个运动载体上的GPS信号接收机,自主地测得该运动载体的实时位置,从而描绘出该运动载体的运行轨迹。所以[收稿日期]2008-09-21[作者简介]孟祥锐(1981-),女,吉林梨树人,长春师范学院城市与环境科学学院助教,硕士,从事地理信息系统研究。·75·.1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.
6、Allrightsreserved.http://www.cnki.net单点定位又叫绝对动态定位。单点动态定位的基本方程为:ρ′=[(Xj-Xu)2+(Yj-Yu)2+(Zj-Zu)2]1/2+d(1)j式中,Xu,Yu,Zu为动态用户在tk时刻的瞬时位置;Xj、Yj、Zj是第j颗GPS卫星在其运行轨道上的瞬时位置,它可以根据广播星历计算;ρ′为码接收机所测得的GPS信号接收机天线和第j颗GPS卫星之间j的距离,即站星距离;d是由于接收机时钟误差等因素所引起的站星距离偏差。利用公式(1)解算用户位置时,不是直接求它的三维坐标,而是求各个坐标分量的修正量,即给定用户三维坐标的初始值(X
7、u0,Yu0,Zu0),而求解三维坐标的改正值(ΔXu,ΔYu,ΔZu)和距离偏差d。对公式(1)中Xu,Yu,Zu分别微分,便得到线性方程X=A1B(2)式中,矩阵X=[ΔXuΔYuΔZud]TX1Y1Z1-Xu-Yu-ZuX4-Xuρ40000-ρ1ρ1ρ1000X2Y2Z2-Xu-Yu-Zu000-ρ2ρ2ρ2000A=X3Y3Z3-Xu-Yu-Zu0ρ30Y4-YuZ40ρ40-Zu00-ρ3ρ3000-ρ4001111(3)ρ10ρ2
