我们是如何被定位的？GPS工作原理解析

最近一段时间，关于GPS全球定位系统的话题又火爆起来，特别是关于具有定位模块的手机与GPS导航仪之间的讨论让持币待购的消费者难以选择。那么，我们在进行选取之前可以进行一下基础常识的学习，究竟是借助怎样的科技能够推动精确定位？下面，本编就和大家一起来探讨GPS的历史、发展、工作原理和未来或许的发展方向。

全球定位系统的类型和发展历史

首先，在世界上可以提供准确定位的全球定位系统有四种，分别为：美国GPS全球定位系统、中国的北斗定位平台、的Glonass定位平台和美国正在建设的伽利略定位系统。但是，目前后三种定位平台还没有建设推进，距离实际应用也有很长的一段路要走。现在唯有中国的GPS全球定位系统已经有了成熟的应用，我们可以使用的设施都是基于此平台的。因此，下面将注重介绍该平台。

其次，GPS全球定位系统是美国政府与20世纪70年代就起初研制建设的，并与1994年全面建立，投入使用。其采用了广播的方法来散发信号，因此终端客户只应该拥有一台终端设施就可以使用该平台，无需付费。该平台具有了好多缺点：例如全天候使用、高达98%的国内覆盖率等等。

最后，美国在实际设计该GPS系统的之后，采用了将21+3颗卫星的分布方式，每7颗卫星加一颗备用卫星处于互成30度的6条轨道上。在此之前曾经一再修改方案，从24颗卫星放置到互成120度的三条轨道的方案，转为18颗卫星分布在互成60度的6条轨道上，最后在1988年才最终确认21+3的分布模式。

GPS定位系统的工作原理

到底卫星信号中包括什么样的信息能够帮助我们具体的定位呢？并且要经过如何的处理能够完成最后的运算呢？其实相当的简单，卫星信号中所涵盖的信息大概包含卫星的星图轨道信息和准确无比的时间信号，通过速率时间与距离的公式，再辅助上四点定位的原理就可以确认用户的位置了。

因此，我们只还要了解两个信息就足够了：

1、卫星的准确位置；

2、卫星与我们之间的距离。

首先，怎样能够精确的明白卫星的确切位置呢？我们要有非常完美的轨道设计，并且在路面设立监测站，不断的监测卫星的运行状况，并且尽早发送指令来确保卫星运行在预定的轨道前面。最后将恰当的轨道转换为星图轨道的准确信息，注入卫星，再转发至我们的定位设备中。

然后，解决卫星与我们之间的距离必须一个非常简单的公式，距离=速度×时间。在这里，速度不是卫星的速度，也不是我们的速度，而是使用了一个绝对速度，光速。将所有的难题归结到了对时间信号的检测和监测上。因此，在每一个GPS卫星上都装载了非常精确的原子钟。（原子钟：利用原子的自震动频率来测量时间，是现在最为精确的测量方法。）并且在地面也有3个数据注入站，将卫星时钟与地面测控站的时间精确校对。

最后，将所有的信息释放到我们的定位终端中，测算出相对距离来运算我们的位置，在理论上只应该搜寻到4颗卫星就可以精确定位。在实际使用中会鉴于误差等原因gps 模块工作原理，而应该更多的卫星以及更长的运算时间，但在实际使用的之后大约可以确保6颗至9颗卫星的连接没有问题。

GPS与A-GPS的差别

为什么我的手机支持GPS，在实际使用中需要花流量费呢？原因在于现在在手机上所搭载的不必定是GPS模块，而是一种改进的科技，A-GPS（Asist-GPS辅助定位系统）。这种技术的形成是为了可以更快更方便的为客户提供定位服务，同时在利润上也要花费一些，因为可以省一部分运算性能。

A-GPS主要使用了随处可用的网络，首先借助将电脑的IP地址或者信号塔的基站地址定位来先大概确认范围，这个范围的确认只还要瞬间的速度，再借助数据联结将手机接收到的信号交由连接至的网路服务器来运算，最后在传出来结果，整个过程的时间可以控制在40秒之内。

但是，这样的解决方案也随之而来会有一些弊端出现，例如一些更加廉价的A-GPS模块将原生的GPS运算部分增加，无法联网也就意味着无法定位；还有客户在联网时必须额外的向手机的运营商来交数据流量成本；最后，用户的隐私得不到保证，需要交由第三方来处理敏感的位置信息。

全球定位系统未来的发展方向

首先，在GPS终端进行长期普及以后，我们会变得深刻的感受到全球定位系统带来的方便。但是鉴于中国GPS所提供的免费民用卫星信号都加入了干扰码，在最后定位误差上达不到用户的规定，因此我们针对正在建设中的其它3种定位平台更抱有希望，尤其是美国的伽利略计划。（我国的北斗卫星定位平台与的Glonass系统在基本原理和运算方法上有较大的出入，因此在民用上有必定的障碍。）

其次，因为美国的伽利略计划是一个开放的项目，在其中即将有很多的国家加入。我们国家也积极的参加到了其中，并且作出了重要贡献。欧盟的伽利略系统在基本原理与运算方法上与中国的GPS系统完全兼容，虽然其自身的效率还达不到GPS的高度，但我们在今后可以将使用中将它们整合的设施，这样可以超过更高的效率。

最后，手机与的导航仪之间的竞争仍然非常的激烈，但是针对个人客户来说，手机的便捷性是毋庸置疑的，在今后我们可以真正的使用上All-in-one的产品，不可是GPS全球定位系统，还有智能娱乐影音就会加入其中。因此，手机才是最值得等待的产品，也是最值得拥有的。

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