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GPS产生漂移原因

2022-04-02 14:04:08

明白了GPS的定位原理,我们就会发现,虽然数学原理是很简单的,但是要通过物理手段实现两个已知条件,是很复杂的事情。

      首先,卫星在天上飞,谁也不敢保证它能一丝不差的在自己的轨道上,总会有或多或少的偏差。

      其次,你的GPS接收机上也不可能安个铯原子钟,无线电波的传播速度每秒大约是30万公里,简单计算一下你就会发现,如果时间误差了0.00001秒,那距离差了多少呢?即使你的时间不会有误差,无线电波在空气中的传播也会受到很多因素的影响,比如天气。

      以上的影响还不是最主要的,更重要的影响原因是你能收到多少卫星信号。GPS的信号是很微弱的,接收机上那么小一个陶瓷天线,你还指望能有什么太好的效果吗?所以基本上有什么东西阻挡的话,你就会收不到信号,即使你收到了十颗八颗信号很强的卫星,就一定会很准确了吗?非也,假如你正好赶上这十颗卫星都扎成一堆开会,或者排成一条整齐的队伍放学回家,那你惨了。定位是不是精确,卫星的分布位置也是一个非常重要的影响因素,好的状态是强信号的卫星以等边三角形的状态分布于天窮的3个角落,相对距离尽量的大,不要排列在近似一条直线上,这是由GPS的数学原理决定的。

      以上所讲的,还都只不可控的技术误差,属于”天灾“的范畴,自古以来,“天灾”是从来离不开“人祸”的,当科技发展的水平已经足够把这些误差降到很低的时候,你还会发现另一个十分尴尬的问题就是:人家压根就不想让你得到这么高的精度。大家知道,民用的GPS和军用的接收频点是不一样的,民用的有扰码,是专门给你捣乱用的!

      明白了以上内容,你就会发现,太多的因素影响到了GPS的定位精度,也就导致了你站在原地不动的时候,每秒钟计算出来你的坐标位置都不同,把这些点连成线的时候,你看到的再也不是平滑的运行轨迹,而是另人十分揪心的一团乱麻,这也就是我们平时讨论比较多的漂移。

我们如何对待GPS漂移这个问题

 

      通过以上的思考,我们会发现,漂移事实上是不可避免的。

      GPS设备,跟PC机差不多,N(N->∞)多家厂商在做集成,但有能力生产CPU的,就那么几家(SiRF、MTK...)。事实上比PC还要简单一些,主要工作都是主芯片完成的,实力一点的集成商,自己设计线路板,生产相应的模块。山寨一点的就直接采购生产好的工业模块,装上壳子印上logo就去卖了。标准的GPS接收和蓝牙的工业模块都很容易买到,有兴趣的朋友也可以自己攒一台。

      说以上这些,是为了让大家明白,生产蓝牙GPS模块,事实上是没有什么技术含量的活,只要不是太山寨的厂商,都能保质保量的完成这个任务。跟做包子一样,原料和技术都差不多,不管是狗不理,还是韩包子,虽然味道可能不同,但总归都是外边有皮,里边有馅的。最大的差别就是选择不同的主芯片,比如SiRF或者MTK,这二者的关系有点象Intel和AMD,差别是有的,但都可以用。不同的芯片可能在功耗和算法上有所不同,但实际面对应用层来说,区别是不大的。经常看到有人提某某芯片的接收信号好,其实这个问题就象讨论Intel CPU的电脑和AMD CPU的电脑哪个安全性更高一样无聊。套用一句俗语叫:老母猪追兔子,那压根就不是它的任务。

      天线模块才是负责接收信号的,信号的强弱是一个物理问题,与芯片没有关系,芯片只是负责处理接收到的信号,当然,这里涉及到一个对信号处理的算法问题,科学的算法可以提高信号的辨识度以及减少误差的影响,但并不能真正提高信号接收的物理水平。对信号起到关键作用的是天线,天线的构造分平板式和螺旋式的,也很难说清哪个好哪个坏,不同的技术解决方案,各有优劣,但总体上来讲一寸长、一寸强的原则是没错的。

 

      买到GPS之后,高兴的带着它去玩吧,享受科技给你带来的好心情,不要没事就乐此不疲的去测试各种参数,技术是拿来用的,那几米的误差似乎没必要那么在乎。

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