最新GPS研究和使用報(bào)告(下)

[GPS源于軍用]

GPS是Global Position System（全球定位系統(tǒng)）的縮寫，這個(gè)系統(tǒng)是美國國防部從上世紀(jì)70年代開始研制，歷時(shí)20年，耗資200億美元，于1994年全面建成，具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。這個(gè)龐大尖端的系統(tǒng)大致上是分三個(gè)階段實(shí)施的，第一階段為方案論證和初步設(shè)計(jì)階段。從1973年到1979年，共發(fā)射了4顆試驗(yàn)衛(wèi)星。研制了地面接收機(jī)及建立地面跟蹤網(wǎng)。第二階段為全面研制和試驗(yàn)階段。從1979年到1984年，又陸續(xù)發(fā)射了7顆試驗(yàn)衛(wèi)星，研制了各種用途接收機(jī)。實(shí)驗(yàn)表明，GPS定位精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。第三階段為實(shí)用組網(wǎng)階段。1989年2月4日第一顆GPS工作衛(wèi)星發(fā)射成功，表明GPS系統(tǒng)進(jìn)入工程建設(shè)階段。1993年底實(shí)用的GPS網(wǎng)即（21+3）GPS星座已經(jīng)建成，今后將根據(jù)計(jì)劃更換失效的衛(wèi)星。

GPS這個(gè)最尖端的系統(tǒng)，要解決的卻是“定位和導(dǎo)航”這個(gè)幾乎全程伴隨人類歷史的古老需求。在衛(wèi)星定位系統(tǒng)出現(xiàn)之前數(shù)千年里，人類發(fā)展了各種各樣的定位導(dǎo)航技術(shù)，從最為古老的目視法（因?yàn)檫@個(gè)方法需要的唯一儀器就是人的眼睛），到后來利用煙火、反光、星象、羅盤，技術(shù)在一步步前進(jìn)，人類踏足的地方也就越來越遠(yuǎn)，在GPS產(chǎn)生之前，最先進(jìn)的導(dǎo)航系統(tǒng)是無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，比較典型的有：
●羅蘭--C：工作在100KHZ，由三個(gè)地面導(dǎo)航臺(tái)組成，導(dǎo)航工作區(qū)域2000KM，一般精度200-300M。
● Omega（奧米茄）：工作在十幾千赫。由八個(gè)地面導(dǎo)航臺(tái)組成，可覆蓋全球。精度幾英里。
●多卜勒系統(tǒng)：利用多卜勒頻移原理，通過測(cè)量其頻移得到運(yùn)動(dòng)物參數(shù)（地速和偏流角），推算出飛行器位置，屬自備式航位推算系統(tǒng)。誤差隨航程增加而累加。

其實(shí)，GPS并不是第一個(gè)使用衛(wèi)星定位的系統(tǒng)，最早的衛(wèi)星定位系統(tǒng)是美國的子午儀系統(tǒng)（Transit），1958年研制，64年正式投入使用。這個(gè)系統(tǒng)衛(wèi)星數(shù)目太?。?-6顆），運(yùn)行高度太低（平均1000公里），從地面站觀測(cè)到衛(wèi)星的時(shí)間隔太長（平均1.5小時(shí)），因而它無法提供連續(xù)的實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航，而且精度較低。為滿足軍事部門和民用部門對(duì)連續(xù)實(shí)時(shí)和三維導(dǎo)航的迫切要求。1973年美國國防部制定了GPS計(jì)劃。

簡單說，GPS最基本也是最重要的功能，是在廣達(dá)5.1億平方公里的巨大地球的表面上（其中海洋占去70%以上，剩下的陸地面積人跡罕至的部分又占去70%以上），給任意一個(gè)物體定位，由此而來，衍生了測(cè)速、軌跡描繪、導(dǎo)航、防盜反劫、服務(wù)救援、遠(yuǎn)程監(jiān)控等等重要的應(yīng)用。說來有點(diǎn)不可思議，這么重要應(yīng)用范圍如此廣泛的一個(gè)系統(tǒng)，最初投入上百億美金進(jìn)行研發(fā)制造的人，目標(biāo)只是為了軍用，直到最近幾年才開始為廣大人民服務(wù)。雖然GPS采用了衛(wèi)星定位技術(shù)為依托的最尖端科技，但是它的基本原理并不復(fù)雜，其實(shí)簡直很古老，那就是從歐幾里得時(shí)代以來人們已經(jīng)掌握的三角定位法。

[GPS的定位方法]

（為了建設(shè)和諧社會(huì)，下面插播教學(xué)內(nèi)容，請(qǐng)學(xué)歷過高和性急的讀者直接跳過）什么是三角定位呢？咱們用簡化的二維平面來說明，假設(shè)你在一個(gè)一望無際的大草原上發(fā)呆，放眼望去，四周全是一模一樣的草地，無窮無盡，你手里唯一的東西就是一張平面圖，標(biāo)明草原上分布著一些基站，但問題是你完全不知道它們?cè)谀膬?。那么，要怎么做才能立即確定自己的精確位置呢？第一步，就是要找到一個(gè)基站，確定自己和它之間的距離，GPS接收機(jī)就是干這個(gè)的。好了，你現(xiàn)在用接收機(jī)找到了一個(gè)基站（盡管它遠(yuǎn)遠(yuǎn)在我們視力范圍之外，比如說58公里之外），比如找到的是6號(hào)基站，這看起來幫助不大，你還是對(duì)自己的位置毫無頭緒。不過，這意味著，你在以6號(hào)基站為圓心，以58公里為半徑的大圓圈上，對(duì)么？好，現(xiàn)在動(dòng)手找到下一個(gè)基站，它甚至更遠(yuǎn)，94公里外的2號(hào)基站，但這也就告知你在以2號(hào)基站為圓心，以94公里為半徑的更大的圓圈上。歐氏幾何已經(jīng)得到結(jié)論說，平面上兩個(gè)圓有三種情況：不相交、相交于一點(diǎn)（也叫相切）、相交于兩點(diǎn)。在實(shí)際情況中，不相交將會(huì)得出你同時(shí)在兩個(gè)圓上，因此同時(shí)身處兩處的矛盾，所以不會(huì)發(fā)生；相切是一種極端情況，這種情況下你只可能在這個(gè)點(diǎn)上（因?yàn)橥瑫r(shí)在兩個(gè)圓上的點(diǎn)，就只有這一個(gè)點(diǎn)）；絕大多數(shù)情況下是兩圓相交，你同時(shí)身處兩圓上，因此你必然在兩個(gè)交點(diǎn)之一上，問題是在哪個(gè)交點(diǎn)上呢？這時(shí)只要找到第三個(gè)基站的距離，畫一個(gè)圓，看經(jīng)過剛才兩個(gè)點(diǎn)中哪一個(gè)，你的位置就確定啦！現(xiàn)在你雖然還是站在大草原上四野茫茫，但對(duì)自己的位置，已經(jīng)一清二楚了。

GPS定位根本原理是一樣的，但是因?yàn)橐非髽O高的準(zhǔn)確度，引入了信號(hào)傳播時(shí)間的變量（定位信號(hào)一秒鐘傳播30萬公里，GPS衛(wèi)星都在2.02萬公里左右的高空，地面收到信號(hào)大約有0.067秒的延時(shí)），這樣我們所在點(diǎn)有四個(gè)未知數(shù)X, Y, Z ,T即經(jīng)度、緯度、高度和時(shí)間。GPS衛(wèi)星發(fā)送的信號(hào)包含四個(gè)已知數(shù)據(jù)X1、Y1、Z1、T1，如果我們能收到4顆或者4顆以上的衛(wèi)星發(fā)來的信號(hào)（X1、Y1、Z1、T1）、（X2、Y2、Z2、T2）……（X4、Y4、Z4、T4），就可以得到以下四個(gè)方程：

先別暈，這幾條方程其實(shí)很簡單，每一條都是一個(gè)引入了信號(hào)傳播距離（c△ti）的球面方程，用上一段的例子想一下馬上就明白了，我再把四條方程式中各個(gè)參數(shù)的含義說一下：
待測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)x、 y、 z 和Vto為未知參數(shù)，其中di=c△ti (i=1、2、3、4)。
di (i=1、2、3、4) 分別為衛(wèi)星1、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3、衛(wèi)星4到接收機(jī)之間的距離。
△ti (i=1、2、3、4) 分別為衛(wèi)星1、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3、衛(wèi)星4的信號(hào)到達(dá)接收機(jī)所經(jīng)歷的時(shí)間。c為GPS信號(hào)的傳播速度（即光速）。
x、y、z 為待測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)的空間直角坐標(biāo)。
xi 、yi 、zi (i=1、2、3、4) 分別為衛(wèi)星1、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3、衛(wèi)星4在t時(shí)刻的空間直角坐標(biāo)，可由衛(wèi)星導(dǎo)航電文求得。
Vt i (i=1、2、3、4) 分別為衛(wèi)星1、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3、衛(wèi)星4的衛(wèi)星鐘的鐘差，由衛(wèi)星星歷提供。Vto為接收機(jī)的鐘差。
由以上四個(gè)方程聯(lián)立即可解出待測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)x、y、z 和接收機(jī)的鐘差Vto，而接收機(jī)也正是這么干的。

[現(xiàn)代GPS組成部分]

為了縮小定位誤差圓概率模糊區(qū)、降低收斂時(shí)間、提高快速跟蹤的響應(yīng)精度，具體系統(tǒng)當(dāng)然還要復(fù)雜好多好多，現(xiàn)代的GPS系統(tǒng)由三個(gè)獨(dú)立的部分組成：
●空間部分：21顆工作衛(wèi)星，3顆備用衛(wèi)星。
GPS的空間部分是由24顆GPS工作衛(wèi)星所組成，這些GPS工作衛(wèi)星共同組成了GPS衛(wèi)星星座，其中21顆為可用于導(dǎo)航的衛(wèi)星，3顆為活動(dòng)的備用衛(wèi)星。這24顆衛(wèi)星分布在6個(gè)傾角為55°的軌道上繞地球運(yùn)行。衛(wèi)星的運(yùn)行周期約為12恒星時(shí)。每顆GPS工作衛(wèi)星都發(fā)出用于導(dǎo)航定位的信號(hào)。GPS用戶正是利用這些信號(hào)來進(jìn)行工作的。
● 地面支撐系統(tǒng)：1個(gè)主控站，3個(gè)注入站，5個(gè)監(jiān)測(cè)站。
GPS的控制部分由分布在全球的由若干個(gè)跟蹤站所組成的監(jiān)控系統(tǒng)所構(gòu)成，根據(jù)其作用的不同，這些跟蹤站又被分為主控站、監(jiān)控站和注入站。主控站有一個(gè)，位于美國克羅拉多（Colorado）的法爾孔（Falcon）空軍基地，它的作用是根據(jù)各監(jiān)控站對(duì)GPS的觀測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算出衛(wèi)星的星歷和衛(wèi)星鐘的改正參數(shù)等，并將這些數(shù)據(jù)通過注入站注入到衛(wèi)星中去；同時(shí)，它還對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行控制，向衛(wèi)星發(fā)布指令，當(dāng)工作衛(wèi)星出現(xiàn)故障時(shí)，調(diào)度備用衛(wèi)星，替代失效的工作衛(wèi)星工作；另外，主控站也具有監(jiān)控站的功能。監(jiān)控站有五個(gè)，除了主控站外，其它四個(gè)分別位于夏威夷（Hawaii）、阿松森群島（Ascencion）、迭哥伽西亞（Diego Garcia）、卡瓦加蘭（Kwajalein），監(jiān)控站的作用是接收衛(wèi)星信號(hào)，監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的工作狀態(tài)；注入站有三個(gè)，它們分別位于阿松森群島（Ascencion）、迭哥伽西亞（Diego Garcia）、卡瓦加蘭（Kwajalein），注入站的作用是將主控站計(jì)算出的衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星鐘的改正數(shù)等注入到衛(wèi)星中去。
● 用戶設(shè)備部分：接收GPS衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)，以獲得必要的導(dǎo)航和定位信息，經(jīng)數(shù)據(jù)處理，完成導(dǎo)航和定位工作。GPS接收機(jī)硬件一般由主機(jī)、天線和電源組成。

[LEADTEK 9559X實(shí)際應(yīng)用舉例]

GPS跟其他所有電子產(chǎn)品一樣，有一大堆參數(shù)規(guī)格和指標(biāo)，最重要的決定因素，顯然是采用了那種主芯片，主芯片相當(dāng)于計(jì)算機(jī)的處理器，它在很大程度上決定了衛(wèi)星接收的精度和速度。?

以LEADTEK 9559X為例，它內(nèi)置目前占主流的Sirf(瑟浮)三代芯片，屬于GPS中的高端產(chǎn)品，冷開機(jī)定位只要40—50秒，熱開機(jī)定位只要1—2秒，簡直嚇人，而且定位精準(zhǔn)度也很高，市面大多數(shù)GPS用的也都是Sirf III，具有20個(gè)衛(wèi)星通道（Sirf二代有12個(gè)通道，不過我覺得12個(gè)當(dāng)前也夠了，在任意一個(gè)地點(diǎn)最多只能收到11顆左右的GPS衛(wèi)星，除非是采用GPS+GLONASS或GPS+伽利略聯(lián)合定位方案，但這不是暫時(shí)能用上的）。其他的還有日本SONY的芯片和瑞士RFMD芯片。這些芯片在實(shí)際使用中的效果，和Sirf的有明顯的差距。

說到這里，我不得不抱著萬分激動(dòng)的心情，向大家匯報(bào)一個(gè)好消息，根據(jù)報(bào)道，我國自主研發(fā)具備國內(nèi)外先進(jìn)水平的GPS主芯片已經(jīng)誕生了！報(bào)道說：“我國第一套具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能GPS芯片組，日前在西安市高新區(qū)研制成功，打破了國外壟斷，填補(bǔ)了我國在衛(wèi)星導(dǎo)航芯片領(lǐng)域的空白。得悉喜訊，西安市委常委、高新區(qū)黨工委書記、管委會(huì)主任景俊海于2006年11月9日來到華迅微電子公司，為他們?nèi)〉玫某晒硎咀ＹR，并和該公司總經(jīng)理周文益一起探討企業(yè)發(fā)展問題。在和華迅公司總經(jīng)理周文益博士交談時(shí)，景俊海指出，我國第一套具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能GPS芯片組在西安高新區(qū)誕生，填補(bǔ)了我國西部地區(qū)無國家級(jí)大芯片的空白！對(duì)中國衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)具有里程碑和劃時(shí)代的意義！標(biāo)志著中國具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的GPS芯片組可正式投入大批量生產(chǎn)！對(duì)國防建設(shè)、國土安全和衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展將產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用！對(duì)提升西安、陜西集成電路產(chǎn)業(yè)在全國的地位和影響力具有重要意義！他說，這項(xiàng)成果不僅是我國衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的特大喜訊！也是陜西高科技產(chǎn)業(yè)的特大喜訊！對(duì)于提升陜西在集成電路方面在全國的影響力，打造陜西高科技產(chǎn)業(yè)強(qiáng)省，提升陜西在我國高科技領(lǐng)域的地位以及促進(jìn)中國導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展都具有非常重要的意義！景俊海說，華迅公司GPS芯片組的研發(fā)成功，對(duì)陜西西安來說，獲得了在此領(lǐng)域內(nèi)的先發(fā)優(yōu)勢(shì)！對(duì)于在西安形成GPS導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)鏈以及帶動(dòng)陜西經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展都將起到極大的促進(jìn)作用！他希望華迅公司再接再厲，堅(jiān)持自主創(chuàng)新，讓創(chuàng)新成果盡快知識(shí)產(chǎn)權(quán)化、產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；蛧H化！”

看來，華訊微的芯片馬上就要全面站領(lǐng)主流市場(chǎng)，使中國在整個(gè)GPS產(chǎn)業(yè)中成為中流砥柱了。同志們，咱們拭目以待吧。

[GPS啟動(dòng)與匹配]

GPS接收機(jī)的啟動(dòng)方式有三種方式：冷啟動(dòng)、溫啟動(dòng)和熱啟動(dòng)，一般來講，在你打開GPS開關(guān)的時(shí)候，它用哪種啟動(dòng)方式是自行判斷的，而且也不會(huì)告訴你，除非你用軟件指定啟動(dòng)方式后手工啟動(dòng)。
冷啟動(dòng)：以下幾種情況開機(jī)均屬冷啟動(dòng)。初次使用時(shí)、電池耗盡導(dǎo)致星歷信息丟失時(shí)、關(guān)機(jī)狀態(tài)下將接收機(jī)移動(dòng)1000公里以上距離，以及用軟件手工冷啟動(dòng)。
溫啟動(dòng)：距離上次定位的時(shí)間超過兩個(gè)小時(shí)的啟動(dòng)，以及用軟件手工溫啟動(dòng)。
熱啟動(dòng)：距離上次定位的時(shí)間小于兩個(gè)小時(shí)的啟動(dòng)，以及用軟件手工熱啟動(dòng)。
這幾種方式最主要的不同在于星歷更新的方式不同，有兩套星歷用于定位：概要的和精確的，概要星歷記載了一些基礎(chǔ)但是不很準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在幾個(gè)月內(nèi)都不需要更新，而精確星歷記錄了一些精確的但是變化的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)只能保持幾個(gè)小時(shí)的有效性。更新全套概要+精確星歷可能會(huì)花掉15分鐘的時(shí)間，單獨(dú)更新精確星歷也要幾十秒鐘。
熱啟動(dòng)基本不丟失任何星歷（因此也就沒有更新時(shí)間），GPS立刻開始工作，在這種情況下，才可能看到1—2秒TTFF這樣的情況，TTFF是Time To First Fixes，初次定位時(shí)間；溫啟動(dòng)會(huì)導(dǎo)致一小部分精確星歷的丟失，因此定位時(shí)間會(huì)長一些；冷啟動(dòng)會(huì)導(dǎo)致全部精確星歷的丟失，這時(shí)必須全部更新，在通常情況下，這會(huì)花費(fèi)1分鐘或者更多的時(shí)間。9559X曾經(jīng)跑出過40幾秒的冷啟動(dòng)TTFF，這肯定能讓好多人羨慕了。

藍(lán)牙GPS和智能手機(jī)的匹配一直是最困擾使用者的難題，在這方面講幾句我的感受，以LEADTEK 9559X和DOPOD 828+（操作系統(tǒng)windows mobile 2003第二版）的匹配為例。第一步，在打開GPS以后，用手機(jī)搜索藍(lán)牙設(shè)備，可找到“l(fā)eadtek 9559 series BT GPS”，添加此設(shè)備，這一步誰都能成功。第二步就比較重要，為此設(shè)備創(chuàng)建一個(gè)COM端口，這是因?yàn)榻^大多數(shù)GPS軟件都是通過串行口的方式使用GPS信息流，因此必須把一個(gè)COM口指定給GPS，好讓軟件可以用以讀寫數(shù)據(jù)。實(shí)際上不管是藍(lán)牙還是CF、SD接口的GPS，都有分配串口的步驟（不管是自動(dòng)還是手動(dòng)的），最好記住對(duì)應(yīng)GPS的串口號(hào)，如果實(shí)在不知道，下一步就只能一個(gè)一個(gè)試。

這兩步做好以后，第三步工作是“看到”GPS和手機(jī)/筆記本之間的通信，這一步需要一個(gè)調(diào)試軟件，我用的是LEADTEK出的 Winfast Navigator，這是麗臺(tái)出的一個(gè)免費(fèi)的GPS觀察和調(diào)試軟件，相當(dāng)好用，有Windows、Winodws Mobile和PALM三個(gè)版本，下載地址（http://www.leadtek.com.tw/cht/support/download.asp)。連上GPS以后，可以直觀地看到各衛(wèi)星信號(hào)列表和強(qiáng)度、數(shù)據(jù)流細(xì)節(jié)和星座圖，并且能手工冷、溫、熱啟動(dòng)GPS，以及指定GPS在NEMA和Sirf兩種模式下的各項(xiàng)具體參數(shù)。類似的軟件還有GPSViewer，它不如Winfast Navigator功能強(qiáng)大，但是有自動(dòng)掃描串口的功能。

[通訊標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)際連接]

手機(jī)（或者PDA、筆記本電腦）和GPS相連的第一步，是要解決所采用的通訊標(biāo)準(zhǔn)。有兩個(gè)流行的標(biāo)準(zhǔn)，NEMA和Sirf。雖然SiRF標(biāo)準(zhǔn)更新也更優(yōu)秀，但是NMEA是主流標(biāo)準(zhǔn)而且95%以上的應(yīng)用程序所支持。什么是標(biāo)準(zhǔn)？標(biāo)準(zhǔn)就是GPS用來和應(yīng)用程序溝通的規(guī)則，只有按照既定的規(guī)則溝通，GPS才能聽懂應(yīng)用程序的指令，同時(shí)發(fā)送的數(shù)據(jù)能夠讓應(yīng)用程序理解。標(biāo)準(zhǔn)就相當(dāng)于人類的語言，你不妨把NEMA想象成英語，Sirf是漢語。絕大多數(shù)GPS都能流利的講兩種語言。那為什么會(huì)有兩種標(biāo)準(zhǔn)呢？這是因?yàn)镹MEA（National Marine Electronics Association，美國國家海軍電子協(xié)會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)在制定時(shí)主要是為4800波特率（ baud rate） 也就是4kbps通信設(shè)計(jì)的，這在當(dāng)前看來已經(jīng)比較慢了，現(xiàn)在模擬式Modem都已經(jīng)是56K了，數(shù)字MODEM（比如ADSL）甚至還要快得多。SiRF的標(biāo)準(zhǔn)具備很多新特性，并且提升了傳輸速率，最大到115200bps，因此充分利用了串行端口的帶寬。不過，雖然NMEA設(shè)計(jì)在低速下工作，但如果GPS和手機(jī)都比較高檔，端口速率較高，很多時(shí)候完全可以在更高的速度下正常傳輸，我的手機(jī)和GPS就是用NEMA標(biāo)準(zhǔn)在19200的波特率工作的，定位導(dǎo)航都非常正常。其實(shí)，如果我們深入研究的話，GPS發(fā)送的數(shù)據(jù)很少，就算4800波特率也能輕易滿足要求，并不一定需要更大帶寬。那為什么還要有Sirf呢？這是因?yàn)镾irf的新特性允許它以高速瞬間傳輸數(shù)據(jù)，然后將處理器置于待機(jī)模式下，這是一種低功耗狀態(tài)，可以有效節(jié)省電力并延長GPS使用時(shí)間。

好，現(xiàn)在開始和GPS連線，打開9559X，注意到藍(lán)燈（藍(lán)牙指示燈）閃動(dòng)，說明正在等待連接。打開WinFast Navigator，先進(jìn)入端口設(shè)置頁面，選擇NEMA標(biāo)準(zhǔn)，端口選擇剛才為藍(lán)牙GPS創(chuàng)建的端口號(hào)，（在我的機(jī)器上是COM5），波特率選擇9600（當(dāng)然更低就更保險(xiǎn)但也更慢，9600足夠安全了），確認(rèn)后回到主界面，進(jìn)入調(diào)試（DIAGNOSTIC）頁，這個(gè)時(shí)候如果一切正常，就可以看到一堆一堆的數(shù)據(jù)在傳輸，同時(shí)9559X上的藍(lán)色燈變?yōu)槌Ａ?，連線成功！如果沒看到任何東西，那就要回去重新調(diào)正參數(shù)。成功以后，就可以從信號(hào)等級(jí)（signal level）頁看到各個(gè)衛(wèi)星的信號(hào)數(shù)據(jù)，或者從導(dǎo)航（Navigation）頁看到當(dāng)前你所在半球天空中的星座圖，注意，你看到的就是兩萬公里天空上真實(shí)的東西。

WinFast Navigator有個(gè)很有用的功能，就是手動(dòng)啟動(dòng)GPS，有冷、熱、溫三種方式可選，這樣就能測(cè)試每種方式下的TTFF（初始定位，也就是所謂的搜星時(shí)間），我用這種方式測(cè)試了LEADTEK 9559X的冷啟動(dòng)搜星時(shí)間。我們知道，天上24顆衛(wèi)星是隨時(shí)在跑，信號(hào)方向和強(qiáng)度不斷在變化，大氣氣象條件也無時(shí)不在變化，再加上電磁環(huán)境的復(fù)雜性，因此不要指望任何兩次搜星時(shí)間完全一樣，根據(jù)我的測(cè)試，在天氣晴好的室外環(huán)境下9559X可以在50秒內(nèi)完成冷啟動(dòng)搜星定位，發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星數(shù)在11顆左右，在啟動(dòng)一分鐘后通常可用衛(wèi)星有7—8顆。不過這時(shí)3D定位雖然完成，但高度通常不太準(zhǔn)，會(huì)上下浮動(dòng)好幾分鐘，經(jīng)度和緯度就很精確基本不動(dòng)，這是GPS整個(gè)系統(tǒng)的痼疾，只能看我們的北斗星系統(tǒng)了……寒

[定位精度與導(dǎo)航軟件]

定位精度問題，英文是DOP（Dilution of Precision精度強(qiáng)弱度），也叫相對(duì)誤差，一共有六種不同的誤差：
Gdop：三維坐標(biāo)與時(shí)間（即幾何形狀）精度強(qiáng)弱度；為緯度、經(jīng)度、高程和時(shí)間等誤差平方和二分之一次方，所以Gdop的平方= Pdop的平方+Tdop的平方。
Hdop：水平（即二維）坐標(biāo)精度強(qiáng)弱度；為緯度和經(jīng)度等誤差平方和的開根號(hào)值。
HTdop：水平坐標(biāo)與時(shí)間精度強(qiáng)弱度；為緯度、經(jīng)度和時(shí)間等誤差平方和的開根號(hào)值，所以 HTdop 的平方 =Hdop 的平方 + Tdop 的平方。
Pdop：位置精度強(qiáng)弱度；為緯度、經(jīng)度和高程等誤差平方和的開根號(hào)值，所以Pdop 的平方 =Hdop 的平方 + Vdop 的平方。具體含義：歸因于衛(wèi)星的幾何分布，天空中衛(wèi)星分布程度越好，定位精度越高。
Tdop：時(shí)間精度強(qiáng)弱度；為接收儀內(nèi)時(shí)表偏移誤差值。
Vdop：垂直（即高程）坐標(biāo)精度強(qiáng)弱度；為高程的誤差值。
大家可以設(shè)緯度誤差值為a、經(jīng)度誤差值為b、高程誤差值為c、時(shí)間誤差值為d，代入后可以證明上述公式。

SIRF芯片發(fā)展的目前的成熟階段，對(duì)于民用而言基本上定位精度已經(jīng)不是問題了，尤其是對(duì)于9559X這種高端產(chǎn)品而言，一般都在1—2米之內(nèi)，地圖上標(biāo)定的本機(jī)位置通常都非常精確。我做了個(gè)實(shí)驗(yàn)，帶著9559X走一個(gè)直徑20米左右的圈，它在地圖上畫了一個(gè)很不錯(cuò)的小圓圈。不過這里有個(gè)前提，就是信號(hào)強(qiáng)度足夠。但是當(dāng)信號(hào)被遮擋比如過隧道的時(shí)候，有時(shí)候會(huì)丟掉信號(hào)，無法繼續(xù)導(dǎo)航。

連線這一步走通了，下面的事情就簡單了，找一個(gè)地圖導(dǎo)航軟件，安裝打開、選定目的地、開始導(dǎo)航。地圖軟件按照操作系統(tǒng)分類，大致有以下幾種：筆記本電腦（WindowsXP/2000/2003系統(tǒng)）下有靈圖、OZI、城際通、我的中國地圖2006導(dǎo)航版等，還有一個(gè)軟件叫MyGE(My Google Earth)，本身不是一個(gè)地圖軟件，但是可以給Google Earth添加GPS導(dǎo)航功能，使Google Earth搖身一變成為一個(gè)超級(jí)導(dǎo)航軟件（Google Earth的功力，就不用我多說了吧）。Windows Mobile系統(tǒng)，這是微軟for PDA和高端智能手機(jī)的系統(tǒng)，目前流行的是2003（WM4.2）和WM5兩個(gè)版本，地圖軟件主要有凱立德、城際通、靈圖、OZI、ROUTE66等。SmartPhote系統(tǒng)，這是微軟for低端智能手機(jī)的系統(tǒng)，不支持觸摸屏，它下面的地圖軟件主要有凱立德、靈圖、papago、mapking 3D、ROUTE66、tomtom等。Sybian系統(tǒng)，這是手機(jī)大廠聯(lián)合推出的智能系統(tǒng)，主要有s60、UIQ等版本，地圖軟件主要有ROUTE66、tomtom、凱立德等。

這種應(yīng)用層面的文章已經(jīng)有太多太多，這里就不想再多講了，其中的樂趣，留給使用者去慢慢體會(huì)。對(duì)了，說一句，GPS導(dǎo)航系統(tǒng)經(jīng)過幾年的發(fā)展，已經(jīng)發(fā)展到在輸入目的地以后，完全可以自主規(guī)劃線路、全程提供導(dǎo)航，把你帶到一個(gè)你從未去過的陌生地方，而且位置一定是基本準(zhǔn)確的，這個(gè)大家只要找一種地圖軟件用一下就知道了。但是，目前的定位和導(dǎo)航從智能水平上講還絕對(duì)不能和旁邊坐著一位經(jīng)驗(yàn)豐富了解路況的老司機(jī)相比，因此不能過于迷信，尤其是類似北京的四元橋及其周圍這種主輔路交錯(cuò)復(fù)雜路口極多的情況，完全不加判斷按照導(dǎo)航指令走，是一定會(huì)迷路的。我建議是這樣，在走不熟悉的路之前，先用導(dǎo)航系統(tǒng)把路徑規(guī)劃出來，上路之前好好看一遍，把經(jīng)過的重點(diǎn)位置和轉(zhuǎn)彎路口都記下來，然后再開始走，走的時(shí)候把導(dǎo)航指令和頭腦中的路線進(jìn)行對(duì)比，這樣會(huì)容易得多。

[總結(jié)]

使用GPS的過程中，我隨時(shí)都有一種10幾年前科幻電影里的東西如今變成了現(xiàn)實(shí)的奇妙感覺，想想吧，價(jià)值幾百億美金的尖端全球衛(wèi)星系統(tǒng)在頭頂軌道上運(yùn)行，正在無時(shí)無刻跟蹤我的位置并提供導(dǎo)航服務(wù)，這種感覺是如此微妙，用筆很難刻畫出來。報(bào)道說到09年全國GPS的市場(chǎng)將突破百億元人民幣，這真是一個(gè)龐大的市場(chǎng)，隨著科技人性化時(shí)代的到來，GPS車載導(dǎo)航系統(tǒng)逐漸顯示出其強(qiáng)大的生命力和廣闊的應(yīng)用前景，可以讓駕車者對(duì)行駛道路了如指掌，并提供全程語音提示，駕車者無須觀察顯示界面就可能實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航的全過程，使得行車更加安全舒適。對(duì)于那些熱愛戶外運(yùn)動(dòng)，汽車越野愛好者來說GPS讓他們?cè)僖膊粫?huì)為迷失方向而苦惱。對(duì)于那些熱愛“走出去”的都市人群，GPS將成為休閑、娛樂、旅游探險(xiǎn)不可缺少的必備工具，引領(lǐng)時(shí)尚前沿消費(fèi)市場(chǎng)。

麗臺(tái)9559X藍(lán)牙GPS使用諾基亞BL5兼容電池

最后大力感謝麗臺(tái)提供的LEADTEK 9559X藍(lán)牙GPS，它內(nèi)建業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的Sirf第三代芯片并采用最新算法，業(yè)界定位最精準(zhǔn)，外型出自榮獲國際IF設(shè)計(jì)大賞名師之最新力作，僅49克極精巧機(jī)身設(shè)計(jì)，特殊設(shè)計(jì)高感度藍(lán)芽１5公尺以上的超強(qiáng)接收力，C/N值可高達(dá)46更遠(yuǎn)超過市面接收靈敏度甚低的機(jī)種，品質(zhì)優(yōu)異物美價(jià)廉，實(shí)為居家生活、外出旅行、汽車導(dǎo)航、登山越野、尋仇避敵、畏罪潛逃之必備裝備！

附：Leadtek LR9559X藍(lán)牙GPS產(chǎn)品詳細(xì)信息