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  • GPS定位為什么會有誤差

    生活當中我們會在很多地方都會使用到定位,在不知地點的地理位置、不知道路方向等情況下,都會啟用具備導航功能的設備進行定位和導航;如今,人們對于定位導航設備和軟件非常依賴,可以說缺之不可。隨著智能手機功能的不斷完善,越來越多的用戶利用手機定位系統進行定位導航,在實際使用手機地圖定位過程中,我們會發現實際位置與地圖所顯示位置不一致,這個大家應該深有體會。那么,手機地圖定位為什么總有偏差?今天,我們來聊一聊這個話題。

    首先,我們先來了解一下手機定位方式,目前主流的手機定位方式可以分為三類:GPS定位、基站定位、混合定位。
    GPS定位是通過手機中GPS模塊獲取位置信息,精度比較高、信息全面;不僅能獲取經緯度,還能包括海拔高度、方向角度等信息。

    基站定位是依靠運營商的電信基站進行定位,由于不涉及到硬件消耗,所以功耗最低,通過算法和基站數據能夠得到比較理想的定位精度,但基站定位精度對基站分布程度要求較高,基站密集的地區定位精度較高,基站分散的地區定位精度會下降。

    混合定位是通過整合基站和WiFi數據進行用戶位置的確認,該方式結合基站定位的低功耗特點,同時由于WiFi數據的介入提高了基站定位的精準度,但對服務提供商和WiFi數據、基站數據的要求較高。
    現在,手機上的地圖都是采用GPS定位、基站定位、混合定位進行定位導航,基站定位和混合定位的精準度受基站分布的密度以及WiFi提供的數據影響,盡管混合定位能夠覆蓋大多數的使用場景,但是一些不確定因素會影響定位的精度。比如一些大型活動所需的臨時性移動基站會影響到基站定位的準確性,另外如果路由器的位置發生了變化,而WiFi數據庫中的位置沒有及時更新,那么就很可能導致WiFi定位錯誤,說到這里可能有的網友會問:還有GPS定位呢,難道GPS定位也不準?

    據了解,在開闊地(平原),GPS定位精度較高,在室內和城市樓宇密集的地區GPS定位精度會出現偏差,也就是我們所謂的漂移;接下來我們了解一下GPS是如何根據衛星信號來實現定位的,GPS包括三大部分:空間GPS衛星星座、地面監控系統、用戶GPS信號接收機。
    GPS定位的基本原理是衛星不斷的發射自身的星歷參數和時間信息,GPS信號接收機接收到信號后,根據三角公式計算可以得到接收機的位置,三顆衛星可進行2D定位(經度、緯度),四顆衛星則可進行3D定位(經度、緯度及高度)。通過接收機不斷的更新接收信息,就可以計算出移動方向和速度。
    簡單了解GPS定位原理后,除了基站位置和路由器位置因素造成影響外,我們分析一下哪些原因還能造成手機地圖定位時出現偏差?
    外界因素:

    1。大氣層影響
    大氣層中的電離層和對流層對GPS信號會起到延遲的作用,電離層對電磁波的折射效應使得GPS信號的傳播速度發生變化,對流層同樣會對電磁波產生折射效應,從而影響GPS信號的傳播速度。
    2。衛星星歷誤差
    衛星星歷是由地面監控站跟蹤監測衛星求定的。由于衛星運行中要受到多種攝動力的復雜影響,而通過地面監控站又難以充分可靠地測定這些作用力或掌握其作用規律,因此在星歷預報時會產生較大的誤差。它不僅嚴重影響單點定位的精度,也是精密相對定位的重要誤差來源。
    3。衛星時鐘誤差
    衛星鐘差是指GPS衛星時鐘與GPS標準時間的差別。為了保證時鐘的精度,GPS衛星均采用高精度的原子鐘,但它們與GPS標準時之間的偏差和漂移和漂移總量仍在1ms~0.1ms以內,由此引起的等效誤差將達到300km~30km。這是一個系統誤差必須加于修正。
    4。多徑效應
    多徑效應由于接收終端周圍環境的影響,使得接收機所接收到的衛星信號中還包含有反射和折射信號的影響,這也是影響在室內和城市樓宇密集的地區定位偏差大的一大因素。
    內部因素:

    這里的內部因素是指手機主板上的GPS芯片影響定位的因素,現在主流的智能手機都將GPS芯片技術集成在CPU或基帶芯片里,但是提供CPU或基帶芯片的廠商不止一家,產品各種各樣,所以產品的性能難免會存在差異,這也是造成GPS定位出現偏差的一個因素。
    地圖因素:

    地圖偏移
    據悉,普通GPS定位出來的數值都是基于WSG-84坐標系標準,這是世界通用的坐標系。我國的地圖標準坐標系是GCJ-02,GCJ-02和WSG-84之間的坐標系轉換算法是保密的。
    這個保密插件也叫做加密插件或者加偏或者SM模組,其實就是對真實坐標系統進行人為的加偏處理,按照幾行代碼的算法,將真實的坐標加密成虛假的坐標,而這個加偏并不是線性的加偏,所以各地的偏移情況都會有所不同。而加密后的坐標也常被人稱為火星坐標系統,轉換過后會出現不同程度的偏差,這也可能是手機地圖定位出現偏差的原因之一。
    寫在最后
    其實,手機地圖定位出現偏差,并不是單單的手機本身引起的,外界很多因素都在影響著手機地圖定位的精準度,所以我們在使用手機地圖定位時,盡量避免人為因素造成的影響,結合實時環境使用,使其最大程度輔助我們的生活,為生活帶來便捷。


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