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GPS技術簡介Satellite Tracking

09.20.2010

 

先說下定位技術,一個比較常用的是GPS,也就是全球衛星定位技術。還有就是UWB( ultrawideband,超寬帶)三角定位技術使用三角測量法精確算出使用者的位置使用UWB技術可使定位誤差在2厘米之內,優於全球衛星定位技術。

Enhanced 911

當前北美的定位服務開始於1996年,那里美國通信委員會通過了這個頗有爭議的Enhanced 911法案,這個法案,在1999年又再次修訂,要求無線運營商可以在50至100米之內定位一個手機。任何手機只要撥打美國全國緊急服務電話911,就可以找到你,即使你不知道你在哪裡。同時,這能力的首次展示已經在某些地方開始了。從2002年的晚些時候開始,整個Sprint PCS網絡已經具備了緊急定位的能力。其他網絡,如Cingular Wireless,也成功地完成了在Wilmington的定位技術測試。

這種定位技術無需對手機作多大的修改。定位方法可能會用到來自GPS的信息,但是不會經常使用。如何正確地實施定位技術就要依靠發揮手機網絡的根本作用了。在歐洲,主要的手機標準是GSM,而現在GSM也開始在美國流行。對GSM網絡而言,定位技術被稱為Uplink Time Difference of Arrival。這種技術依靠一種三角的形式:它至少需要三個手機基站來接收信號,然後通過這三個信號到達時間的不同來計算出位置。在基站密布的市區準確度是最高的。這種技術不需要客戶購買新的手機,也不會影響網絡的性能。

而CDMA網絡是一個碼分多址的網絡,它的定位技術被稱為輔助的GPS,正如名字所示,是利用衛星網絡定位的。用這種方法,無線運營商或一個獨立GPS數據反饋服務器發送從GPS接收器收到數據“提示”給手機,手機接收到這些信息,快速的修正自己的位置。

服務器或GPS接收器可以安裝在每個手機基站上,GPS接收器也可以內置於手機中,它在野外也工作良好,因為它是接收衛星的信號,Sprint PCS,Verizon和Nextel是使用這種技術的。

在歐洲和美國的911服務類似的定位服務,已經也開展起來了。它們的服務號為112。從今年7月24日起,歐洲的運營商也被強制要求提供定位服務。這次是一個Enhanced 112法案了。

GPS簡介:
由美國國防部發展出的24顆距地表20,183公里高空的衛星群,以55度等角均勻地分佈在六個軌道面上,並以11小時58分的周期環繞地球運轉所組成的全球衛星定位系統(Global Positioning System, GPS),在每一顆衛星上都載有位置及時間訊號,只要客戶端裝設GPS設備,無論何地都可接收到至少5顆衛星的訊號。如今,GPS客戶端接收器體積不斷縮小,價格日降,單機的接收精準度愈來愈高,使其逐漸出現在手機、PDA、筆記型計算機等信息電子產品中,未來更可望成為以上產品的標準配備之一。
   
衛星導航技術由來已久,至今仍未普及至一般生活中,乃是由於長期以來一直以軍事用途為主。最早促成衛星導航技術發展的單位是美國與蘇聯,40年前美蘇開始發射人造衛星,並運用其對經緯度坐標定位與導航功能,做為敵前偵測與軍事通訊等用途。在衛星導航技術發展同時,美國國防部開始發展一項規劃24 顆導航衛星(NAVSTAR)的「全球衛星定位系統」計劃。
24顆衛星平均分佈在6個軌道面,每一個軌道面上各有4顆衛星繞行地球運轉,讓地面使用者不論在任何地點、任何時間,至少有4顆以上的GPS衛星出現在我們上空中供使用者使用。每顆衛星都對地表發射涵蓋本身載軌道面的坐標、運行時間的無線電訊號,地面的接收單位可依據這些資料做為定位、導航、地標等精密測量。
GPS定位系統是利用衛星基本三角定位原理,GPS接受裝置以量測無線電信號的傳輸時間來量測距離。由每顆衛星的所在位置,測量每顆衛星至接受器間距離,即可算出接受器所在位置之三維空間坐標值。使用者只要利用接受裝置接收到3個衛星信號,就可以定出使用者所在之位置。一般的GPS都是利用接受裝置接收到4個以上衛星信號,來定出使用者所在之位置及高度。
目前GPS接受裝置定位的精度,利用差分定位(Differential)技術其精度可達到2-5公尺左右,甚至可達到更精確之定位。現在全球計有5個地面衛星監控站,負責傳送衛星瞬時常數(Ephemera's Constant)及時脈偏差(Clock Offsets)之修正,讓衛星能及時提供接收器使用者更精確之定位運用。這些地面衛星監空站,分佈於瓜加林島、科羅拉多泉、夏威夷、亞森欣島、底亞歌加西亞等地。   

GPS基本構成  
邁入商用階段的全球衛星定位系統,必須包含空中衛星、地面控制系統、使用者接收器三部份。現在已發射的24顆衛星提供兩種


L-Band載波:L



衛星數據更新: 10.12.2017
頁面最後更新: 10.12.2017
編輯部門: Shelley Canright
技術部門: Brian Dunbar
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