Принцип, характеристики и применение позиционирования модуля GPS

Что такое модуль GPS?

Модуль GPS - это приемник сигнала GPS. Он может быть подключен к компьютеру или мобильному телефону через беспроводное Bluetooth или проводное соединение,и он передает GPS сигналы он получает в программное обеспечение GPS в компьютере или мобильном телефоне для обработкиМодуль позиционирования GPS, который мы часто называем пользовательской частью, получает и демодулирует передаваемый спутником сигнал C/A с частотой 1575,42 МГц, как "радио".Модуль GPS не передает сигналы и является пассивным устройством позиционирования.
Ключ к применению модуля GPS заключается в разработке протокола последовательной связи, то есть соответствующего формата протокола ввода и вывода модуля.Он включает в себя в основном типы данных и форматы информации, среди которых типы данных в основном включают бинарную информацию и информацию о данных NMEA (National Marine Electronics Association).Эти два типа информации могут быть связаны с GPS-приемником через серийный порт.
Модуль GPS рассчитывает псевдорасстояние с каждым спутником и использует метод пересечения расстояния для получения четырех параметров приемника, а именно долготы, широты,коррекция высоты и времениПреимущество этого метода заключается в его быстрой скорости позиционирования, но ошибка большая.что называется 3D позиционированиеС помощью трех спутников можно достичь 2D позиционирования, но точность не очень хорошая.Модуль GPS непрерывно выводит информацию о позиционировании и вспомогательную информацию в формате NMEA через серийный порт связи, который может быть выбран и применен получателем.

Принцип позиционирования модуля GPS
24 спутника GPS вращаются вокруг Земли на высоте 12 000 километров, завершая одну орбиту каждые 12 часов.Это позволяет любой точке на земле одновременно наблюдать более 4 спутников в любое время.
Поскольку положение спутника точно известно, в наблюдениях по GPS,расстояние от спутника до приемника может быть рассчитано с помощью формулы расстояния в трехмерной системе координатС помощью трех спутников можно сформировать три уравнения для решения положения точки наблюдения (X, Y, Z).Учитывая ошибку между часами спутника и приемника, на самом деле есть четыре неизвестных: X, Y, Z и разница часов. Поэтому необходимо ввести четвертый спутник, чтобы сформировать четыре уравнения для решения, тем самым получив долготу,широта и высота точки наблюдения.
На самом деле, приемник может зафиксировать более четырех спутников, в этот момент приемник может разделить спутники на несколько групп в соответствии с их распределением в созвездии,с каждой группой из четырех спутниковЗатем, с помощью алгоритмов, он может выбрать группу с наименьшей ошибкой для позиционирования, тем самым повышая точность.
Из-за ошибок в орбите и часах спутника, а также влияния тропосферы и ионосферы на сигнал, точность позиционирования гражданского GPS составляет всего 10 метров.Для улучшения точности позиционированияДля наблюдений по GPS устанавливается эталонная станция (станция DGPS).Использование точных координат известной эталонной станции и сравнение их с значениями наблюденийПосле получения коррекционного коэффициента приемник сравнивает его со своими собственными значениями наблюдений, устраняя большинство ошибок.и получение более точной позицииЭксперименты показывают, что с помощью DGPS точность позиционирования может быть улучшена до 5 метров.