这是一个利用GPS卫星获取地理位置信息,终端导航应用软件读取位置信息,利用地理信息系统地图数据(可以离线也可以在线)中的位置坐标与具体地点的映射关系,找到具体点的,在返回终端应用软件的过程。是一个"天地一体,本地和远端配合"的过程。

gps导航在楼层能使用吗(GPS导航是怎么工作的)(1)

什么是GPS——全球定位系统

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全球定位系统(GPS)是一个基于空间的卫星导航系统,提供全天候的位置和时间信息,由美国国防部送入轨道的24颗卫星组成。21颗GPS卫星和3颗备用卫星在距地球20000公里的轨道上运行。卫星之间的距离使地球上的任何一点都可以看到四颗卫星。

GPS最初是用于军事用途的,但在1980年代,政府将该系统提供给民用,任何配备GPS接收器的人均可免费使用。在全球任何地方或靠近地球的无视线障碍至少四颗GPS卫星,才可以实现精确的位置,而位置涉及到纬度、经度、高度和时间误差的四个变量组成。

GPS系统包括三个部分:空间部分(GPS卫星);用户部分(括军事和民用用户及其GPS设备)。

GPS定位原理——三边测量法,数学原理的应用

GPS跟踪器定位四颗或更多颗卫星,以计算到每颗卫星的距离,然后使用此信息推断出其自身的位置。其背后的数学概念称为三边测量法

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GPS由卫星,控制站,监视站和接收器组成。GPS接收器从卫星获取信息,并使用三角测量法确定用户的确切位置。

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GPS的3个优势:

基于GPS卫星的导航系统是军事、民用和商业用户的重要工具,目前全球范围内广泛使用;

支持高速定位,即移动运动中的物体,也可以实时定位。

GPS的2个缺点:

与其他无线信号相比,GPS卫星信号太弱,因此在室内,水下,树木下等情况下都无法正常工作。

精度不高,误差较大,美国军方可以精确定位到1米以内,但是民用版本误差从5米-15米不等。这就是为什么GPS在城市环境中无法很好地工作的原因。

导航原理——把位置信息与具体地点做映射

前面我们知道,需要获得位置信息,地面需要有设备接收卫星的信号,好在现在的智能手机GPS已经是标配,一般都装有GPS芯片。智能手机在获取位置信息后,通过导航软件与电子地图数据查询就可以获得相应的地点信息了。

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地图数据产生

那么电子地图数据又是怎么生成的呢?

这就涉及到电子空间地图的产生,一般经纬度——地理数据转换,一般的电子地图的生成都经历:采集、测绘、比对、校准等过程。

理解一个概念:地图层是一个GIS数据库,其中包含代表特定类或类型的真实世界实体(例如客户,街道或邮政编码)的点,线或面(多边形)要素组。图层既包含每个要素的视觉表示,又包含从要素到其数据库属性的链接。地理信息系统中的地图是通过组合多层来制作的。

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电子地图对我们实际空间的表达,事实上是通过不同的图层去描述,然后通过图层叠加显示来进行表达的过程。只要有GPS等芯片的设备都可以采集位置信息,就这么简单么?随便什么的就可以采集、测绘数据?

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没那么容易,国内对地理数据的测绘是强管控的,只有经过国家测绘局认可的专业资质单位,才有权利测试。其他商业公司只能购买,而不能独立测绘。目前为止的资质单位:

写在最后

导航是智能移动终端使用的最主要业务之一,为人们提供地图功能的同时,也带动了LBS业务的兴起。目前除了GPS外,还有欧洲的伽利略、俄罗斯的GLONNAS和中国的北斗。

北斗系统是国家出于国家安全和战略发展需要,自主建设、独立运行的卫星导航系统,对国家的全面国家安全和民用民生有极大的促进作用。

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