GPS gloabal Positioning System,主要分三大塊，地面控制站、衛(wèi)星、接收機(jī)。

主控制站，在美國(guó)科羅拉多。三個(gè)地面天線，五個(gè)監(jiān)測(cè)站，分布在全球。主要是收集數(shù)據(jù)，計(jì)算導(dǎo)航信息，診斷系統(tǒng)狀態(tài)，調(diào)度衛(wèi)星這些雜事。

衛(wèi)星，有 27 顆，距離地面 20200 公里。27 顆衛(wèi)星有 24 顆運(yùn)行，3 顆備用。這些衛(wèi)星已經(jīng)更新了三代五種型號(hào)。衛(wèi)星發(fā)射兩種信號(hào)：L1 和 L2。L1:1575.42MHZ, L2:1227.60MHZ。衛(wèi)星上的時(shí)鐘采用銫原子鐘或銣原子鐘，計(jì)劃未來用氫原子鐘，比我的手表準(zhǔn)。

接收機(jī)，袖珍式、背負(fù)式、車載、船載、機(jī)載等等。一般常見的手持機(jī)接收 L1 信號(hào)，還有雙頻的接收機(jī)，做精密定位用的。

關(guān)于 GPS 接收機(jī)

GPS 現(xiàn)在一般都是 12 通道的，可以同時(shí)接收 12 顆衛(wèi)星。早期的型號(hào)，比如 GARMIN 45C 就是 8 通道。GPS接收機(jī)收到 3 顆衛(wèi)星的信號(hào)可以輸出 2D（就是 2 維）數(shù)據(jù)，只有經(jīng)緯度，沒有高度，如果收到 4 顆以上的衛(wèi)星，就輸出 3D 數(shù)據(jù)，可以提供海拔高度。但是因?yàn)榈厍蜃约旱膯栴}，不是太標(biāo)準(zhǔn)的圓，所以高度數(shù)據(jù)有一些誤差?，F(xiàn)在有些 GPS 接收機(jī)內(nèi)置了氣壓表，比如 etrex 的 SUMMIT 和 VISTA，這些機(jī)器根據(jù)兩個(gè)渠道得到的高度數(shù)據(jù)綜合出最終的海拔高度，應(yīng)該比較準(zhǔn)確了。

GPS 接收機(jī)的第一次開機(jī)，或者開機(jī)距離里上次關(guān)機(jī)地點(diǎn)超過 800KM 以上，因?yàn)榻邮諜C(jī)里存儲(chǔ)的星歷都對(duì)不上了，所以要在接收機(jī)上重新定位。

GPS 接收機(jī)的使用要在開闊的可見天空下，所以，屋里就不能用了。手持 GPS 的精度一般是誤差在 10 米左右，就是說一條路能看出走左邊還是右邊。精度主要依賴于衛(wèi)星的信號(hào)接收，和可接收信號(hào)的衛(wèi)星在天空的分布情況，如果幾顆衛(wèi)星分布的比較分散，GPS 接收機(jī)提供的定位精度就會(huì)比較高。

定位精度

談到定位精度，就得說說 SA 和 AS。什么是 SA，AS 呢？ GPS 的信號(hào)有兩種 C/A 碼，P 碼。

C/A 碼的誤差是 29.3m 到 2.93 米。一般的接收機(jī)利用 C/A 碼計(jì)算定位。美國(guó)在 90 代中期為了自身的安全考慮，在信號(hào)上加入了 SA(Selective Availability)，令接收機(jī)的誤差增大，到 100 米左右。在 2000 年5 月 2 日，SA 取消，所以，咱們現(xiàn)在的 GPS 精度應(yīng)該能在 20 米以內(nèi)。

P 碼的誤差為 2.93 米到 0.293 米是 C/A 碼的十分之一。但是 P 碼只能美國(guó)軍方使用，AS（Anti-Spoofing），是在 P 碼上加上的干擾信號(hào)。

俄羅斯有自己的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GLObal NAvigation Satellite System)。歐洲也要發(fā)展自己的定位系統(tǒng) NAVSAT。中國(guó)也有自己的衛(wèi)星定位，叫北斗，是雙星系統(tǒng)，只能定位自己國(guó)家和附近的地區(qū)，而且目前只用于軍方。

GPS 的設(shè)置

GPS 拿到手，如果是新機(jī)器要定位，已經(jīng)提到了。另外，還有一些設(shè)置，常用的有坐標(biāo)系、地圖基準(zhǔn)、參考方位、公制/英制、數(shù)據(jù)接口格式什么的。

坐標(biāo)系：常用的是 LAT/LON 和 UTM。LAT/LON 就是經(jīng)緯度表示，UTM 在這里就不管他了。

地圖基準(zhǔn)：一般用 WGS84。

參考方位：實(shí)際上有兩個(gè)北，磁北和真北呀（簡(jiǎn)稱 CB 和 ZBY）。指南針指的北就是磁北，北斗星指的北就是真北。兩者在不同地區(qū)相差的角度不一樣的，地圖上的北是真北。

公制/英制：自選。

數(shù)據(jù)接口格式：這得細(xì)談?wù)?。GPS 可以輸出實(shí)時(shí)定位數(shù)據(jù)讓其他的設(shè)備使用，這就牽扯到了數(shù)據(jù)交換協(xié)議。幾乎現(xiàn)在所有的 GPS 接收機(jī)都遵循美國(guó)國(guó)家海洋電子協(xié)會(huì)(National Marine Electronics Association)所指定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，這一標(biāo)準(zhǔn)制訂所有航海電子儀器間的通訊標(biāo)準(zhǔn)，其中包含傳輸資料的格式以及傳輸資料的通訊協(xié)議。NMEA 協(xié)議有 0180、0182 和 0183 三種，0183 可以認(rèn)為是前兩種的超集，現(xiàn)在正廣泛的使用，0183 有幾個(gè)版本，V1.5 V2.1。所以，如果大家的 GPS 接收機(jī)如果要聯(lián)上筆記本里通用的 GPS 導(dǎo)航程序，比如 OZIEXPLORER 和俺的 GPSRECEIVER，就應(yīng)該選擇 NEMA V2.0 以上的協(xié)議。NMEA 規(guī)定的通訊速度是 4800b/S?，F(xiàn)在有些接收機(jī)也可以提供更高的速度，但沒有什么用，4800 就足夠了。

象 GARMIN，自己有一個(gè) mapsource 軟件，為了不讓其他品牌的 GPS 使用該軟件，就設(shè)計(jì)了私有的 GARMIN協(xié)議，只有 GARMIN 的機(jī)器才能輸出這種數(shù)據(jù)，而 MAPSOURCE 只能接收 GARMIN 協(xié)議，這樣一來 MAPSOURCE就只能讓 GARMIN 的機(jī)器使用！

經(jīng)緯度的表示

再講講數(shù)據(jù)表示。一般從 GPS 得到的數(shù)據(jù)是經(jīng)緯度。經(jīng)緯度有多種表示方法。

1.）ddd.ddddd， 度.度的十進(jìn)制小數(shù)部分（5 位）

2.）ddd.mm.mmm，度.分.分的十進(jìn)制小數(shù)部分（3 位）

3.) ddd.mm.ss, 度.分.秒

不是所有的 GPS 都有這幾種顯示， GPS315 只能選擇第二種和第三種

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GPS 設(shè)計(jì)全攻略—電子工程師必備手冊(cè)(上)

在 LAT/LON 坐標(biāo)系里，緯度是平均分配的，從南極到北極一共 180 個(gè)緯度。地球直徑 12756KM，周長(zhǎng)就是12756*PI，一個(gè)緯度是 12756×PI /360 = 111.133 KM (不[敏感詞])。

經(jīng)度就不是這樣，只有在緯度為零的時(shí)候，就是在赤道上，一個(gè)經(jīng)度之間的距離是 111.319KM，經(jīng)線隨著緯度的增加，距離越來越近，最后交匯于南北極。大家想想，沒錯(cuò)吧。所以經(jīng)度的單位距離和確定經(jīng)度所在的緯度是密切相關(guān)的，簡(jiǎn)單的公式是：

經(jīng)度 1°長(zhǎng)度=111.413cosφ，在緯度φ處。 （公式不[敏感詞]）

例：北京的經(jīng)度 119 度，緯度 40 度。單位經(jīng)度，單位緯度各是多少？

答： 單位緯度 111.133KM 單位經(jīng)度 111.413×COS 40 = 85.347KM

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