GPS定位完成需要多長(zhǎng)時(shí)間
分類(lèi)：衛(wèi)星技術(shù)
發(fā)布時(shí)間：2017年04月26日
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GPS接收機(jī)基本上分成兩種等級(jí)，一種是高精度測(cè)量級(jí)GPS接收機(jī)，其次是導(dǎo)航級(jí)GPS接收機(jī)。測(cè)量級(jí)GPS所接收的訊號(hào)資料較為復(fù)雜，而我們?nèi)粘Ｉ钏褂玫膶?dǎo)航級(jí)GPS接收機(jī)，在剛打開(kāi)電源后，第一次3D定位（計(jì)算出平面座標(biāo)與高度）所需的時(shí)間，除了遮蔽與干擾等環(huán)境因素外，和GPS接收機(jī)是否是處于自動(dòng)定位（AutoLocate）、冷開(kāi)機(jī)（cold start）、暖開(kāi)機(jī)（warm start）、熱開(kāi)機(jī)（hot start）四種狀態(tài)有關(guān)。?
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1.自動(dòng)定位：若是一臺(tái)全新的GPS接收機(jī)，或是超過(guò)三個(gè)月沒(méi)有使用，其衛(wèi)星星歷及衛(wèi)星軌道資料都已失去時(shí)效性，須重新接收和更新每一顆衛(wèi)星的星歷，這種狀態(tài)就必須花費(fèi)稍微久一點(diǎn)的時(shí)間。以目前GPS晶片設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，在空曠地點(diǎn)及靜止環(huán)境下，約需要60~80秒左右就可到達(dá)3D定位。
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2.冷開(kāi)機(jī)：若平常都有在使用該GPS接收機(jī)，則接收機(jī)內(nèi)的衛(wèi)星軌道資料都還具有時(shí)效性。像每天早上出門(mén)都會(huì)開(kāi)機(jī)使用，就是冷開(kāi)機(jī)的模式。這種狀態(tài)下，在開(kāi)闊環(huán)境中，大約40秒內(nèi)就可以3D定位。
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3.暖開(kāi)機(jī)：在接收機(jī)已經(jīng)3D定位且持續(xù)使用超過(guò)30分鐘，若進(jìn)行關(guān)機(jī)動(dòng)作，但在1、2分鐘內(nèi)馬上再開(kāi)機(jī)，此時(shí)抓取衛(wèi)星訊號(hào)與定位計(jì)算都可以參考關(guān)機(jī)前的狀態(tài)，約15秒內(nèi)就能完成定位。
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雖然有些衛(wèi)星因?yàn)楸徽诒危蚴且堰\(yùn)行至低仰角，而導(dǎo)致接收不到它的訊號(hào)。但在暖開(kāi)機(jī)的狀態(tài)下，天空中可接收的衛(wèi)星變化機(jī)率并不高。不過(guò)要注意的是，即使只關(guān)機(jī)1~2分鐘，也會(huì)有變成冷開(kāi)機(jī)的機(jī)率存在，需視當(dāng)時(shí)衛(wèi)星的分佈情形。
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4.熱開(kāi)機(jī)：若GPS接收機(jī)瞬間關(guān)閉，但立即再開(kāi)機(jī)，這就像進(jìn)入隧道般，會(huì)被認(rèn)定是短暫失去衛(wèi)星訊號(hào)而已，且距離上次斷訊前的移動(dòng)位置也不遠(yuǎn)，因此接收機(jī)的使用條件并不會(huì)有大差異，可延續(xù)斷訊前的資訊快速計(jì)算。這種狀態(tài)約在3秒內(nèi)就可達(dá)3D定位。?
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GPS定位原理，是由天空中的GPS衛(wèi)星，將它的軌道運(yùn)行資料(即所謂衛(wèi)星星歷Ephemeris)用無(wú)線電傳送到地面的各種接收器。我們所使用的GPS接收機(jī)，再利用這些資料推估當(dāng)時(shí)天空有那幾顆衛(wèi)星，優(yōu)先抓取這些衛(wèi)星的訊號(hào)，并參考三顆以上衛(wèi)星本身座標(biāo)，應(yīng)用三角定位原理，反算出我們所在地的座標(biāo)值。由此可知，只要常常使用，而且在愈開(kāi)闊的環(huán)境中，定位的時(shí)間就會(huì)愈短。
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這些衛(wèi)星軌道資料是有時(shí)效性的。因?yàn)樾l(wèi)星在太空中的運(yùn)轉(zhuǎn)速度很快，12小時(shí)就繞地球一圈，所以地面控制站就要時(shí)常去修正衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)軌道，否則一偏離可能就會(huì)失去這顆人造衛(wèi)星，或是造成整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)作問(wèn)題。這就是為什么我們手上的接收機(jī)，需要自動(dòng)去更新衛(wèi)星星歷。
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雖然現(xiàn)在GPS的衛(wèi)星訊號(hào)廣播與接收晶片設(shè)計(jì)，只需1顆衛(wèi)星，就能推算其它衛(wèi)星的軌道資料，但實(shí)際上還是需要接收更多衛(wèi)星來(lái)修正準(zhǔn)確度。因此所能接收到的衛(wèi)星數(shù)越多，解碼出來(lái)的位置就愈精確，基本上7~8顆就能達(dá)到準(zhǔn)確度的需求。
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而地形愈開(kāi)闊、遠(yuǎn)離障礙物及干擾源，會(huì)讓GPS定位速度愈快。不過(guò)其實(shí)也毋須太過(guò)在意，因?yàn)楝F(xiàn)在的高感度GPS晶片，已經(jīng)增強(qiáng)訊號(hào)接收應(yīng)用的能力，在我們?nèi)粘；驊敉饣顒?dòng)中，使用基本上都沒(méi)什么問(wèn)題。
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