GPS導航手機

GPS導航手機

GPS導航手機就是衛星導航手機,與手機電子地圖的區別就在於,它能夠告訴你在地圖中所在的位置,以及你要去的那個地方在地圖中的位置,並且能夠在你所在位置和目的地之間選擇最佳路線,並在行進過程中的為你提示左轉還是右轉,這就是所謂的導航。

定義

現在市面上的導航手機還分為兩類,一類是真正的通過太空中的衛星進行GPS導航,誤差3-5米,另一類是通過基站和網路進行粗略的導航的,稱為A-GPS,這種導航沒有真正的通過衛星GPS導航的精確,一般定位誤差為100米,如諾基亞5233手機等。

原理

全球定位系統(GPS)是本世紀70年代由美國陸海空三軍聯合研製的新一代空間衛星導航定位系統。其主要目的是為陸、海、空三大領域提供實時、全天候和全球性的導航服務,並用於情報收集、核爆監測和應急通訊等一些軍事目的,是美國獨霸全球戰略的重要組成。經過20餘年的研究實驗,耗資300億美元,到 1994年3月,全球覆蓋率高達98%的24顆GPS衛星星座己布設完成。

全球定位系統由三部分構成:

(1)地面控制部分,由主控站(負責管理、協調整個地面控制系統的工作)、地面天線(在主控站的控制下,向衛星注入尋電文)、監測站(數據自動收集中心)和通訊輔助系統(數據傳輸)組成;

(2)空間部分,由24顆衛星組成,分布在6個道平面上;

(3)用戶裝置部分,主要由GPS接收機和衛星天線組成。

全球定位系統的主要優點:

(1)全天候;(2)全球覆蓋;(3)三維定速定時高精度;(4)快速省時高效率:(5)套用廣泛多功能。

全球定位系統的主要缺點:

但在視野不開闊如大樹底下或房間及地下停車場內,找不到空間足夠數量的定位衛星,不能定位。

導航手機

GPS手機由GPS模組、導航軟體、GSM通信模組組成。

GPS模組完成對GPS衛星的搜尋跟蹤和定位速度等數據採集工作。

導航軟體地圖功能將GPS模組得到位置信息,不停地刷新電子地圖,從而使我們位置在地圖上的不停地運動變化。

導航軟體路徑引導計算功能,根據我們的需要,規劃出一條到達目的地的行走路線,然後引導我們向目的地行走。

GSM通信模組完成手機的通訊功能,並可根據手機功能對採集來的GPS數據進行處理並上傳指定網站。

廣泛套用

1.銷售業務外勤人員的管理

2.空巢老人的監護

3.學生、少男少女的監護

4.婚姻家庭保護

5.緊急求救,防綁架保警

6.免安裝車載GPS智慧型防盜

7.戶外工作人員監護和調度

8.貴重物件定位,有效防止丟失

9.物流行業、配送行業等。車輛實行實時調度、安全報警、安全保護車輛。

10.風險戶外工作人員的監護和管理:巡警,交警,便衣,治安執勤,計程車司機,漁民,牧民。

11.社區矯正人員監控:根據相關的法律規定,矯正人員不得擅自離開所在的縣市區域。

定位方式

GSM手機定位方式通常可分為基於網路方式和基於終端方式兩種。從技術上可分為到達時間 (TOA)、增強測量時間差(E-OTD)和GPS輔助(A-GPS)3種方式。

1、TOA定位技術

TOA定位方式可在現有的任何手機上實現,手機無需作任何改動。

具體實現步驟:

(1)要定位的手機發出一已知信號,三個或多於三個LMU同時接收該信號,已知信號是手機執行異步切換時發 出的接入突發信號;

(2)各LMU得到信號到達時的絕對GPS時間後,可得到相對時間差(RTD);

(3)根據前兩步的信息,SMLC進行兩兩比較,計算突發信號到達時間差(TDOA),得出精確位置, 並回到套用中。要通過三角計算得出手機精確位置,必須知道另外兩個參數:LMU的地理位置和各 LMU之間的時間偏移量。例如各LMU必須提供的絕對GPS時間,或在已知位置的地點放置參考LMU可得到實際時間差(RTD)參數。

LMU用接入突發信號確定TOA。當定位請求發出時,LMU被選定,且配置正確的頻率,以便接收 接入突發信號。此時,手機在業務信道(可能會處於跳頻方式)上,以特定功率傳送達70個接入脈 沖(時長320ms)。各LMU通過多種方式實現和改善TOA的測量結果。利用收到的突發信號可提高測 量成功機率和測量精度。採用分集技術(如天線分集和跳頻),可降低多徑效應的影響,提高測量 精度。當某個套用需要知曉手機位置時,該套用向SMLC發出請求,同時告知手機號碼和定位精度 要 求。被測量的TOA參數及其誤差值一同被採集並傳送到SMLC,根據該數據,SMLC可計算出套用所需 要的手機位置,再將位置信息和誤差範圍傳送回套用。

TOA定位方式需要附加硬體(LMU),以達到精確計算突發信號到達時間的目的。實現方式有 多 種:LMU既可集成在BTS內,也可作為單獨設備。LMU作為單獨設備時,既可有單獨的天線,也可與 BTS共享天線,通過空中接口實現網路間通信。

2、E-OTD定位技術

E-OTD定位方式是從測量時間差(OTD)發展而來的,OTD指測量所得的時間量,E-OTD指測 量 的方式。手機無需附加任何硬體便可得到測量結果。對於同步網,手機測量幾個BTS信號的相對到 達時間;對於非同步網,信號同時還需要被一個位置已知的LMU接收。確定了BTS到手機的信號傳輸時間,則可確定BTS與手機之間的幾何距離,然後再根據此距離進行計算,最終確定手機的位置。

實現步驟如下:

1) 手機收到各基站發來信號,得到TOA參數;LMU得到RTD參數;

2) 手機將TOA和RTD參數 傳送到GSM網。

3) OTD測量需要用同步、標準且模擬的脈衝。當BTS傳送的幀未被同步時,網路需要測量BTS之間 的RTD。為了進行精確的三角測量,OTD測量和RTD測量(非同步BTS時)均需要3個BTS。獲得OTD 參 數後,手機位置既可在網路中計算,也可在終端計算(要求手機具備各種必要信息)。前者稱為手 機輔助方式,後者稱為手機自主方式。

通過手機或網路中的位置計算功能模組,實現位置計算。

3、A-GPS原理

GPS輔助定位方式實現步驟如下:GSM網收到GPS輔助信息;GSM網將輔助信息傳送到手機;手機得到GPS信息,計算並得出自身精確位置;手機將位置信息傳送到GSM網。

該方式有手機輔助方式和手機自主方式兩種:

(1)手機輔助GPS定位方式

這種解決方案是將傳統GPS接收器的大部分功能轉移到網路處理器上實現。該方式需要天線、 RF單元和數據處理器等設備。GSM網向手機傳送一串極短的輔助信息,包括時間、可視衛星清單、衛星信號都卜勒參數和碼相位搜尋視窗。這些參數有助於內置GP S模組減少GPS信號獲得時間。輔 助數據來自經手機GPS模組處理後產生的偽距離數據,且可持續數分鐘。收到這些偽距離數據後, 相應的網路處理器或定位伺服器能大致估算出手機的位置。GSM網增加必要的修正後,可提高定位精度。

(2)手機自主GPS定位方式

這種手機包含一個全功能的GPS接收器,具有(1)方式中手機的所有功能,再加上衛星位置 和手機位置計算功能。運算開始時,需要的數據比手機輔助方式要多,這些數據能夠持續4小時以 上或根據需要進行更新,通常包括時間、參考位置、衛星星曆和時間校驗參數等。如果某些套用 需要更高的精度,則必須持續(間隔約30s)向手機發差分GPS(DGPS)信號。DGPS信號在非常寬 的地域範圍有效,以一個參考接收器為中心可服務於較寬的地域範圍。最終位置信息由手機本身 計算得到,若需 要,此定位信息可傳送到其它任何套用中。

注意事項

GPS導航手機就是手機既要有一般通訊功能又要有導航功能,現在具有導航功能的手機很多,選購導航手機,關鍵就是要看以下要點:

1、螢幕是否夠大,因為螢幕小了,看不清楚,用起來很不方便;

2、是否有電子狗功能,所謂電子狗功能就是監控系統的提醒功能,它能夠在車輛行進過程中提醒你前方多少米有測速監控儀,限速是多少,也可以提示你前方有攝像頭,請勿闖紅燈,等等之類的提醒,非常實用。

3、地圖要能夠更新,因為每年道路都會有變化,比如新修了路,單雙行線的調整等等,所以手機中導航的地圖也得跟著變,不然就很不方便了。

4、確定其是GPS手機,還是A-GPS手機,GPS手機精度高,A-GPS手機精度略低;

5、確認手機導航在使用過程中,是否會產生其它費用,如網路流量費或GPS軟體使用費用。

相關產業

GPS導航手機業務有一個超出傳統增值業務的龐大產業鏈陣容,由移動運營商、系統設備提供商、終端廠商、GIS開發商、套用提供商、中間件提供商等多個環節組成,綜合運用了包括移動通信、衛星導航、網際網路、地理信息系統、綜合信息服務等多方面的技術和套用,是多個產業、多項技術交匯和融合的產物。GPS手機服務需要持續和巨大的投入,尤其是在網路升級和電子地圖方面。

手機前景

今年以來,具有定位和導航功能的手機正日益受到消費者的追捧,市場前景看好。根據市場研究機構Isuppli的最新預測,2006年至2011年,在全球範圍內具備GPS定位功能的手機出貨量將翻兩番,由2006年的1.096億部增長到2011年的4.44億部。他們還預測,到2011年,具備定位功能的手機在全部出貨手機中所占比例將由2006年的11.1%增加到29.6%。目前GPS導航手機市場占有率約為2.3%,隨著3G的發展,預計到2011年GPS手機的市場占有率將達到20%。

隨著GPS功能向智慧型手機的滲透,國內將成為一個最大的GPS手機市場。我國市場上也已經有許多設計獨特的產品推出,如天將軍T60導航手機等。有分析人士認為,2010年是我國GPS手機的元年,GPS手機已經不僅適應車載導航用戶,也能適應步行者以及人們日常公交的換乘用戶使用,未來的GPS手機功能將涵蓋普通百姓更多的需求。在技術上,隨著3G網路的發展,特別是TD-SCDMA網路的發展,將為運營商提供基於位置的服務創造更為有利的條件,套用的範圍也將更為廣泛。業內人士認為,目前雖然人們已經感受到了GPS手機的魅力,但是絕大多數用戶對此的認識仍然只是停留在導航、定位、搜尋等功能上,實際上在一些諸如監控、緊急救援等突發事件中的套用潛力更大,如老人小孩監控手機、外勤業務人員管理手機等。未來,GPS手機套用發展將是多元化的,人們將迎來一個GPS手機的新時代。

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