GPS定位完成需要多長時間
- 發表時間:
- 2017-04-26 09:58:36
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GPS接收機基本上分成兩種等級,一種是高精度測量級GPS接收機,其次是導航級GPS接收機。測量級GPS所接收的訊號資料較為復雜,而我們日常生活所使用的導航級GPS接收機,在剛打開電源后,第一次3D定位(計算出平面座標與高度)所需的時間,除了遮蔽與干擾等環境因素外,和GPS接收機是否是處于自動定位(AutoLocate)、冷開機(cold start)、暖開機(warm start)、熱開機(hot start)四種狀態有關。?
1.自動定位:若是一臺全新的GPS接收機,或是超過三個月沒有使用,其衛星星歷及衛星軌道資料都已失去時效性,須重新接收和更新每一顆衛星的星歷,這種狀態就必須花費稍微久一點的時間。以目前GPS晶片設計來說,在空曠地點及靜止環境下,約需要60~80秒左右就可到達3D定位。
2.冷開機:若平常都有在使用該GPS接收機,則接收機內的衛星軌道資料都還具有時效性。像每天早上出門都會開機使用,就是冷開機的模式。這種狀態下,在開闊環境中,大約40秒內就可以3D定位。
3.暖開機:在接收機已經3D定位且持續使用超過30分鐘,若進行關機動作,但在1、2分鐘內馬上再開機,此時抓取衛星訊號與定位計算都可以參考關機前的狀態,約15秒內就能完成定位。
雖然有些衛星因為被遮蔽,或是已運行至低仰角,而導致接收不到它的訊號。但在暖開機的狀態下,天空中可接收的衛星變化機率并不高。不過要注意的是,即使只關機1~2分鐘,也會有變成冷開機的機率存在,需視當時衛星的分佈情形。
4.熱開機:若GPS接收機瞬間關閉,但立即再開機,這就像進入隧道般,會被認定是短暫失去衛星訊號而已,且距離上次斷訊前的移動位置也不遠,因此接收機的使用條件并不會有大差異,可延續斷訊前的資訊快速計算。這種狀態約在3秒內就可達3D定位。?
GPS定位原理,是由天空中的GPS衛星,將它的軌道運行資料(即所謂衛星星歷Ephemeris)用無線電傳送到地面的各種接收器。我們所使用的GPS接收機,再利用這些資料推估當時天空有那幾顆衛星,優先抓取這些衛星的訊號,并參考三顆以上衛星本身座標,應用三角定位原理,反算出我們所在地的座標值。由此可知,只要常常使用,而且在愈開闊的環境中,定位的時間就會愈短。
這些衛星軌道資料是有時效性的。因為衛星在太空中的運轉速度很快,12小時就繞地球一圈,所以地面控制站就要時常去修正衛星的運轉軌道,否則一偏離可能就會失去這顆人造衛星,或是造成整個系統運作問題。這就是為什么我們手上的接收機,需要自動去更新衛星星歷。
雖然現在GPS的衛星訊號廣播與接收晶片設計,只需1顆衛星,就能推算其它衛星的軌道資料,但實際上還是需要接收更多衛星來修正準確度。因此所能接收到的衛星數越多,解碼出來的位置就愈精確,基本上7~8顆就能達到準確度的需求。
而地形愈開闊、遠離障礙物及干擾源,會讓GPS定位速度愈快。不過其實也毋須太過在意,因為現在的高感度GPS晶片,已經增強訊號接收應用的能力,在我們日常或戶外活動中,使用基本上都沒什么問題。
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