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G P S 原 理

目前全球有 2 GPS (Global Positioning System) 全球定位系统人造卫星,分别由美国及俄罗斯拥有,全球大多数用户都是使用美国的系统。,整个系统约分成三个部份:

1.太空卫星部份: 24 颗绕极卫星所组成,分成六个轨道,运行于约 20200 公里的高空,绕行地球一周约12小时。每个卫星均持续着发射载有卫星轨道数据及时间的无线电波,提供地球上的各种接收机来应用。

2.这是为了追踪及控制上述卫星运转,所设置的地面管制站,主要工作为负责修正与维护每个卫星能保持正常运转的各项参数数据,以确保每个卫星都能提供正确的讯息给使用者接收机来接收。

3.使用者接收机:追踪所有的 GPS卫星,并实时地计算出接收机所在位置的坐标、移动速度及时间,GARMINGPS 即属于此部份。

我们一般民间所能拥有及应用的,就是第三部份。计算原理为:每个太空卫星在运行时,任一时刻都有一个坐标值来代表其位置所在(已知值),接收机所在的位置坐标为未知值,而太空卫星的讯息在传送过程中,所需耗费的时间,可经由比对卫星时钟与接收机内的时钟计算之,将此时间差值乘以电波传送速度(一般定为光速),就可计算出太空卫星与使用者接收机间的距离,如此就可依三角向量关系来列出一个相关的方程式。

一般我们使用的接收机就是依上述原理来计算出所在位置的坐标数据,每接收到一颗卫星就可列出一个相关的方程式,因此在至少收到三卫星后,即可计算出平面坐标(经纬度)值,收到四颗则加上高程值,五颗以上更可提高准确度,这就是 GPS的基本定位原理。一般来说,使用者接收机每一秒钟的坐标数据都是最新的,也就是说接收机会自动不断地接收卫星讯息,并实时地计算其所在位置的坐标数据,如此使用者便不需担心是否接收机显示的资料太旧或是不准确了。

 

使用环境限制

正确使用 GPS 接收器,可以减少接收干扰,例如GPS 不能在室内、停车场、天桥底应用,因为根本不能收到卫星直射的讯号。在汽车内,应使用有长天线的 GPS,并把天线用磁石置在汽车外,不应使用没有延长天线的型号。在台湾 95% 以上地方都可以接收成功,但如在高架桥路段,因为桥下会被路桥遮住,所以会常收不到讯号;或在树木密集四面环山及隧道中,皆会因被挡住而收不到卫星讯号