室外定位--GPS定位概述

前言

目前的室外定位技术已经很成熟,主要分为GNSS定位和LBS定位。

LBS定位

LBS定位也就是基站定位,是通过电信移动运营商的网络(如GSM网,GPRS等)获取移动终端用户的位置信息。
定位原理: 原理与室内定位类似,用户开启定位服务后,将会搜索附近所有的基站,当然你距离各个基站的距离是不相同的,距离的远近收到的信号强度也是不相同的。当收到的基站大于等于3个,就可以根据三点定位获得大致的位置。由于信号的不稳定性,定位精度大概是几百米。但由于基站定位值接收基站的信号,所以对电量的消耗是比较小的。(当然,扫描基站是费电的活)

GNSS

GNSS的全称是全球导航卫星系统,它包括美国的GPS、俄罗斯的Glonass、欧洲的Galileo、中国的北斗卫星导航系统以及相关的辅助系统。

两者优缺点

GPS定位

gps的组成

GPS全球卫星定位系统由三部分组成:空间部分、地面控制部分、用户设备部分。
空间部分由24颗卫星组成,他们进行一定的分布,保证地球上每个地方都能接收到4颗卫星的信号。
地面控制部分则是由监测站、主控站、备用主控站、信息注入站等组成用来控制卫星和保障卫星的正常运行。
用户设备部分则是接收机的部分。用来接收卫星的星历数据。

gps定位原理

已知卫星的距离以及卫星的位置,可以确定接收机的位置。
一个卫星,相同距离在地球上是一个圆形。那么,理论上3个卫星即可实现定位。

三点定位即可实现定位

那么卫星到接收机的距离是怎么确定的呢。
首先记录卫星发送电文的时间,在经过一段时间的电磁波传播后,在某个时间接收机获取。
距离=时间差*光速
当然这样就是出现误差问题,在传播过程中,会经过电离层,大气折射等是达不到光速的。卫星上的时钟使用原子钟有很高的精确度,而接收机的时钟有很大的误差。由此三点定位带来的误差是很大的。所以引入第四个卫星对误差进行修正。所以定位需要四个卫星。

电文

卫星发送的电文采用NMEA协议格式,它包含了定位时间,纬度,经度,高度,定位所用的卫星数,DOP值,差分状态,校正时段,速度,跟踪,日期等。
NMEA协议是有许多格式的,如
GPGSA–当前卫星信息
GPGGA–定位信息
GPGSV–可见卫星信息等等
当前卫星信息格式
$GPGGA,092204.999,4250.5589,S,14718.5084,E,1,04,24.4,12.2,M,19.7,M,0000*1F
意义:%信息类型,时间,维度,南/北,经度,东/西,gps状态,正在使用的卫星数量,水平精度因子,海拔高度,高度单位。。。

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