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 解析GPS定位、手机网络基站定位与WIFI定位原理的区别


  

手机是怎么定位的?

手机定位的原理

可以基于你当前所接触的WIFI热点,如果这个WIFI热点是公开可查询的热点,存在地址信息对应的。那么你的位置可以锁定在该位置的一定半径内。

通过WIFI定位,你的位置只能被确认在一定半径的范围内,并不能精确识别你的位置,速度。

基于移动基站的定位,你的手机信号是通过移动基站交互的。移动基站的地理位置是清晰明确的,当你手机可以获得多个基站的信号,并且不同基站信号存在不同的强弱衰减,那么可以根据这几个基站的位置和你信号衰减的情况,大致获得你的当前位置范围,以及大致的移动速度。

最精准的就是是通过卫星定位,虽然WIFI,基站,卫星,具体是从近到远;但定位准确度确实越来越精确。 (除地下室、隧道等地下地点外)

另外卫星定位,也包括不同的选择,以前是GPS一统天下,大家一提卫星定位就是GPS,但其实现在有很多家不同的卫星定位系统,GPS依然是全球规模最大的,技术最先进的。此外也有欧洲的伽利略,中国的北斗系统,俄罗斯格洛纳斯等。

实际上很多国产智能手机和卫星导航的芯片已经支持北斗系统,用户看到的标志可能还是GPS,但提供定位服务的,实际上可能是来自于不同的系统。

 

卫星定位的原理

 

首先,卫星并不知道你在哪里,它也不关心。其次,你的手机也不会向卫星传递讯号,定位导航卫星不负责跟手机终端交互信息。北斗部分除外。

实际上,导航卫星的工作极为简单,就是广播,广播自己的位置,自己的时间。每个GPS定位芯片就是接受这些信号,然后处理运算。

怎么处理呢?你如果知道它信号发出的时间,知道自己接受的时间,乘以传播速度,也就是光速,就知道自己和卫星的距离了对不对。当你的手机可以获得多个卫星信号的时候,比如三颗及以上,由于你知道卫星当前的位置数据,就可以通过数学公式,算出自己的所在位置。

因为光速太大,需要极高的时间精确度,卫星上有原子钟,可以提供极为精确的时间,但你手机上没有。这时候,就需要把时间也当作变量,所以,需要四颗以上的卫星,才能精准定位你的位置。

现在的卫星定位极为精准,可以精确到米,从而让驾驶导航成为可能,实际上军方信号未解密,可以有更好的精确度。

这里其实还隐藏了一个问题,就是,由于极高的时间精确度,那么卫星相对于地球是高速运动的,基于相对论,我们知道不同速度下的时间是不同的,在这样的精确度要求下,这个不一致也会很致命,所以,相对论公式被用于修正这一误差。

卫星广播自己的时间(原子钟时间,极为精确到小数点后面n多位),当前位置。手机上的定位芯片获得多个卫星的信息,然后通过相对论公式修正时间误差,然后基于四颗或更多卫星的信息,测算自己的位置。这就是我说的,如此普及而成本低廉的定位芯片,其实技术含量还是蛮高的。

那么这里还有一个冷知识,卫星还负责给你准确的时间,所以你看现在很多智能手机没有调时间的选项,因为完全不需要,只要有卫星信号,时间一定是准确的。再根据你的地理位置判定你所处的时区,给予你当地的时间,所有GPS定位发展出来的另外一个重要功能就是授时,在电力行业,电厂应用极为普遍。

 

 

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