手机导航是直接连接卫星还是连接地面的基站?这是什么原理?

白巧克力的轨迹


应邀回答本行业问题。

手机导航基本是连接卫星进行导航的,开启了A-GPS功能,可以由基站提供星历等辅助信息,可以加快锁星的速度并且提高定位精度。

手机导航的原理是手机搜索卫星信号,并且根据搜索到的信号,由手机芯片计算出所在的经纬度,导航软件APP读取手机提供的经纬度信息,再根据用户设定的起点和终点,导入地图后计算出最佳路径,并且时时的将读取到手机经纬度在地图上标记。

换句话说,卫星提供的是定位功能,而导航功能其实是软件APP提供的。

卫星定位的基本原理是测量出已知卫星到终端的距离,并且结合多颗卫星的信息就可以知道终端所在的位置。

使用基站提供辅助定位的技术叫A-GPS。

A-GPS的原理是用户从运营商的移动微蜂窝网络中下载该区域当前可用的卫星信息(包括当前地区可用的卫星频段、方位、仰角等信息),从而避免了终端全频段搜索卫星,大大的缩短了终端首次搜索卫星的速度。

同时由于卫星本身原因,在市区容易受到阻挡,而且无法覆盖室内,引入了基站辅助定位缓解了因为GPS信号不良情况下的定位问题,有效的提供了定位精度。

随便说一句,GPS不仅仅是指美国GPS,他的全称是全球定位系统,目前包括美国GPS、欧洲伽利略、俄罗斯的格洛纳斯、中国的北斗,都是全球定位系统。

目前我们的手机终端,除了苹果手机之外,基本都是同时支持美国GPS、中国北斗、欧洲伽利略、俄罗斯的格洛纳斯 四种全球定位系统进行混合定位的,也是的目前手机的定位精度比较高。

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通信一小兵


手机导航直接连接的是卫星的信号。卫星导航定位系统分为三部分,空间段,地面段和用户段这三部分。其中,空间段就是卫星,主要往地面发送导航定位的信号,用户通过接收这些信号来实现导航定位,手机用户中也具备gnss的这些天线,接收gnss信号,并进行结算和处理,获取高精度的位置信息。地面段主要指地面的测控站,监测站等等这样的设备设施,一般来讲地面是不与用户之间进行直接通信的。一方面也是因为用户站并不发送测距信号,一方面对于所有的用户来讲,大部分的地面站跟用户之间也并不通视。所以用户直接对接的是卫星,只要收到超过4颗卫星的信号就能够实现导航定位,这也是因为需要求解经度纬度和高度,时间,总共至少需要四个观测方程。

那么手机导航中也会连接基站的信号吗?也是会的,因为基站的信号主要是用来做通信传输,而在手机导航定位中有一种定位模式叫做a-gnss的模式,就是利用移动基站中的数据来辅助gnss定位,包括缩短定位时间,提高定位精度等等。主要是利用移动通信的信道来发播导航增强信息,包括星历电文,差分修正信息等等。比如在手机导航第一次开机的时候,如果没有星历等辅助信息,第一次收集齐所有的星历就需要一个比较长的时间,而通过移动通信基站把信息发送给用户,可以缩短用户的首次定位时间。然后用户的gnss测量总是有各种误差的,通过对误差的校正,利用移动通信网络传输误差修正值,提高导航定位的精度。


徐颖


需要同时联系基站和卫星,精确的定位需要地面基站的修正。

下我们先从常识来了解,然后了解卫星定位的原理。

常识:

卫星定位系统目前最出名的是美国的GPS全球定位系统,起始于1958年美国军方的一个项目,1964年投入使用,由24颗卫星组成,所以GPS不是一颗卫星,而是一个卫星系统;我国目前也有自己的卫星定位系统,即北斗,北斗定位系统由35颗卫星组成,除此之外,欧盟、俄罗斯都有自己的定位系统

下图为美国全球定位系统24颗卫星,其中3颗为备用卫星

定位的原理

假设手机处在地球表面的一个点,如下图空中有一颗卫星,以手机和卫星为对角线定点就会构成一个立方体,那么手机到卫星的距离就是对角线的长度。由高中的立体几何知识知道这个立方体的长宽高分别是(x1,x)(y1,y)(z1,z),对角线的长度l可以由光速c乘以时间t求得,卫星的位置坐标(x1,y1,z1)是已知的,这样通过四组方程就可以解除含有四个未知数的方程,从而求得(x,y,z),也就是手机的位置。

但是如果这是基于光速不变的假设条件下求出,但是我们知道光在介质中传播是有损失的,所以需要修正。

基站的修正功能

为了修正光速变化带来的误差,我们现在定位方法称为差分定位,即通过增加基站作为参考GPS接收器来提高定位精度。由基站来发送修正值来修正定位精度。

要实现一个位置的定位至少需要四科卫星,但是要实现全球定位,4颗卫星是远远不够的,所以美国采用24颗卫星的全球定位系统,我国采用35颗的全球定位系统。

以上就是卫星的定位原理。

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核先生科普


可以连接基站同时连接卫星,把卫星近地图片打上身份编码,和周围的感应物做参照,比如附近WiFi,附近基站,也可以用纯卫星图片,用测量那个正北极和正南极的方法,用图形计算,比如三角形切割拼图,根据图形大小与与卫星事实的地图对比,比如一座山的标记来计算,可以用图形切割输个,每个图形像素,和近地轨道图片拍摄于卫星距离,有山脉和卫星船上的GPS硬件做参考画出一个图形计算你离这个陆地还有多少距离计算你的位置


用户97162864706


类似于接收广播,广播的信息是卫星的时间,位置信息,手机后根据信息算出和卫星的距离。再根据卫星的位置解算出手机在空间的坐标。解算出坐标后,导航软件将坐标和导航地图尽兴为止匹配可以确定出你所在的地图位置。