该技术流程依托于GPS卫星系统,通过捕获地理位置信息,由终端导航应用软件解读位置数据,再利用地理信息系统的离线或在线地图数据中的位置坐标与具体地点的映射关系,最终实现精准定位及地点返回的过程。这是一个集成了天地一体、本地与远端协作的综合性技术流程。
全球定位系统(GPS)简述——
基于空间的卫星导航系统——GPS,全天候地提供位置和时间信息。该系统由24颗卫星(包括21颗工作卫星和3颗备用卫星)组成,这些卫星在距地球约20,000公里的轨道上运行。独特的卫星布局使得地球意一点都能同时接收到至少四颗卫星的信号。
最初专为军事用途而设计,但自1980年代起,决定向公众开放此系统。现今,任何配备GPS接收器的人均可免费利用该技术进行定位。精确的位置确定涉及到纬度、经度、高度以及时间误差的四个变量的综合计算。
GPS系统主要由三部分构成:空间部分的GPS卫星;用户部分,包括军事和民用用户及其GPS设备。
GPS定位原理——三边测量法的数学应用——
通过GPS器锁定四颗或更多卫星,计算与每颗卫星的距离,再利用这些信息推断出自身的位置。这一背后的数学概念即被称为三边测量法。
GPS系统由卫星、控制站、站和接收器组成。其中,GPS接收器负责从卫星获取信息,并运用三角测量法确定用户的确切位置。
GPS的三大优势——
全球范围内广泛使用的导航系统,无论是军事、民用还是商业用户都依赖其服务;支持高速定位功能,适用于移动物体,同时也能进行实时定位。
面对GPS的两项挑战——
相较于其他无线信号,GPS卫星信号较为微弱,因此在室内、水下、树木遮蔽等环境下效果欠佳。其民用版本的精度略低,误差在5米至15米之间。这也就是为何在都市环境中,GPS有时无法精准工作的原因。
导航技术详解——位置信息与具体地点的映射过程——
要获取位置信息,需依赖设备接收卫星信号。如今智能手机普遍配备GPS芯片,能够快速捕捉位置信息。随后,通过导航软件与电子地图数据的匹配,即可查询到具体地点信息。
那么,这些电子地图数据是如何生成的呢?这涉及到空间地图的创建过程,包括数据采集、测绘、比对及校准等环节。
需理解一个概念:地图层。这是一个GIS数据库,包含代表真实世界中特定类或类型的实体(如客户、街道或邮政编码)的点、线或多边形要素组。地图层既包含每个要素的视觉表示,也包含链接到要素数据库属性的链接。地理信息系统中的地图是通过组合多层地图层来制作的。
电子地图对实际空间的表达是通过不同图层进行描述,再通过图层叠加显示来实现。采集和测绘位置信息并非易事。国内对地理数据的测绘有严格的管控,只有经过测绘局认可的专业资质单位才有权进行测试。以下是目前拥有资质的单位列表:
- 北京四维图新导航信息技术有限公司
- 软件有限公司
- 北京灵图软件技术有限公司
- 北京长地万方科技有限公司
- 深圳市凯立德计算机系统技术有限公司
- 易图通科技(北京)有限公司
- 其他单位...
在智能移动终端的应用中,导航是不可或缺的功能之一。除了为人们提供地图服务外,它也推动了LBS业务的快速发展。除了广为人知的GPS系统外,还有欧洲的伽利略、俄罗斯的GLONASS以及的北斗系统等卫星导航服务。
北斗系统作为的自主卫星导航系统,对于的全面安全及民用民生有着重要的促进作用。