手機導航是直接連接衛星還是連接地面的基站?這是什麼原理?

白巧克力的軌跡


應邀回答本行業問題。

手機導航基本是連接衛星進行導航的,開啟了A-GPS功能,可以由基站提供星曆等輔助信息,可以加快鎖星的速度並且提高定位精度。

手機導航的原理是手機搜索衛星信號,並且根據搜索到的信號,由手機芯片計算出所在的經緯度,導航軟件APP讀取手機提供的經緯度信息,再根據用戶設定的起點和終點,導入地圖後計算出最佳路徑,並且時時的將讀取到手機經緯度在地圖上標記。

換句話說,衛星提供的是定位功能,而導航功能其實是軟件APP提供的。

衛星定位的基本原理是測量出已知衛星到終端的距離,並且結合多顆衛星的信息就可以知道終端所在的位置。

使用基站提供輔助定位的技術叫A-GPS。

A-GPS的原理是用戶從運營商的移動微蜂窩網絡中下載該區域當前可用的衛星信息(包括當前地區可用的衛星頻段、方位、仰角等信息),從而避免了終端全頻段搜索衛星,大大的縮短了終端首次搜索衛星的速度。

同時由於衛星本身原因,在市區容易受到阻擋,而且無法覆蓋室內,引入了基站輔助定位緩解了因為GPS信號不良情況下的定位問題,有效的提供了定位精度。

隨便說一句,GPS不僅僅是指美國GPS,他的全稱是全球定位系統,目前包括美國GPS、歐洲伽利略、俄羅斯的格洛納斯、中國的北斗,都是全球定位系統。

目前我們的手機終端,除了蘋果手機之外,基本都是同時支持美國GPS、中國北斗、歐洲伽利略、俄羅斯的格洛納斯 四種全球定位系統進行混合定位的,也是的目前手機的定位精度比較高。

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通信一小兵


手機導航直接連接的是衛星的信號。衛星導航定位系統分為三部分,空間段,地面段和用戶段這三部分。其中,空間段就是衛星,主要往地面發送導航定位的信號,用戶通過接收這些信號來實現導航定位,手機用戶中也具備gnss的這些天線,接收gnss信號,並進行結算和處理,獲取高精度的位置信息。地面段主要指地面的測控站,監測站等等這樣的設備設施,一般來講地面是不與用戶之間進行直接通信的。一方面也是因為用戶站並不發送測距信號,一方面對於所有的用戶來講,大部分的地面站跟用戶之間也並不通視。所以用戶直接對接的是衛星,只要收到超過4顆衛星的信號就能夠實現導航定位,這也是因為需要求解經度緯度和高度,時間,總共至少需要四個觀測方程。

那麼手機導航中也會連接基站的信號嗎?也是會的,因為基站的信號主要是用來做通信傳輸,而在手機導航定位中有一種定位模式叫做a-gnss的模式,就是利用移動基站中的數據來輔助gnss定位,包括縮短定位時間,提高定位精度等等。主要是利用移動通信的信道來發播導航增強信息,包括星曆電文,差分修正信息等等。比如在手機導航第一次開機的時候,如果沒有星曆等輔助信息,第一次收集齊所有的星曆就需要一個比較長的時間,而通過移動通信基站把信息發送給用戶,可以縮短用戶的首次定位時間。然後用戶的gnss測量總是有各種誤差的,通過對誤差的校正,利用移動通信網絡傳輸誤差修正值,提高導航定位的精度。


徐穎


需要同時聯繫基站和衛星,精確的定位需要地面基站的修正。

下我們先從常識來了解,然後瞭解衛星定位的原理。

常識:

衛星定位系統目前最出名的是美國的GPS全球定位系統,起始於1958年美國軍方的一個項目,1964年投入使用,由24顆衛星組成,所以GPS不是一顆衛星,而是一個衛星系統;我國目前也有自己的衛星定位系統,即北斗,北斗定位系統由35顆衛星組成,除此之外,歐盟、俄羅斯都有自己的定位系統

下圖為美國全球定位系統24顆衛星,其中3顆為備用衛星

定位的原理

假設手機處在地球表面的一個點,如下圖空中有一顆衛星,以手機和衛星為對角線定點就會構成一個立方體,那麼手機到衛星的距離就是對角線的長度。由高中的立體幾何知識知道這個立方體的長寬高分別是(x1,x)(y1,y)(z1,z),對角線的長度l可以由光速c乘以時間t求得,衛星的位置座標(x1,y1,z1)是已知的,這樣通過四組方程就可以解除含有四個未知數的方程,從而求得(x,y,z),也就是手機的位置。

但是如果這是基於光速不變的假設條件下求出,但是我們知道光在介質中傳播是有損失的,所以需要修正。

基站的修正功能

為了修正光速變化帶來的誤差,我們現在定位方法稱為差分定位,即通過增加基站作為參考GPS接收器來提高定位精度。由基站來發送修正值來修正定位精度。

要實現一個位置的定位至少需要四科衛星,但是要實現全球定位,4顆衛星是遠遠不夠的,所以美國採用24顆衛星的全球定位系統,我國採用35顆的全球定位系統。

以上就是衛星的定位原理。

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核先生科普


可以連接基站同時連接衛星,把衛星近地圖片打上身份編碼,和周圍的感應物做參照,比如附近WiFi,附近基站,也可以用純衛星圖片,用測量那個正北極和正南極的方法,用圖形計算,比如三角形切割拼圖,根據圖形大小與與衛星事實的地圖對比,比如一座山的標記來計算,可以用圖形切割輸個,每個圖形像素,和近地軌道圖片拍攝於衛星距離,有山脈和衛星船上的GPS硬件做參考畫出一個圖形計算你離這個陸地還有多少距離計算你的位置


用戶97162864706


類似於接收廣播,廣播的信息是衛星的時間,位置信息,手機後根據信息算出和衛星的距離。再根據衛星的位置解算出手機在空間的座標。解算出座標後,導航軟件將座標和導航地圖盡興為止匹配可以確定出你所在的地圖位置。


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