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【大肥彬讲通信】定位系统:“我太难了”

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大肥彬binbin  独步江湖  发表于 2019-10-11 11:20:22 来自:浏览器

最新回复 6 天前

本帖最后由 大肥彬binbin 于 2019-10-12 13:54 编辑

经常有小伙伴抱怨手机定位不准,卫星信号太差了。

手机定位的原理,你都了解吗?为什么手机定位不准呢?一定是手机的问题吗?

看到大家的抱怨,如果定位系统能说话,它一定会说:我太难了

具体难在哪里,请听大肥彬细细讲来。

1、卫星信号功率有多大?

卫星上的电,来自太阳能电池板,电能异常的珍贵,这直接导致了卫星信号很难实现用大功率来发射。以GPS信号为例,卫星发射机发射出来的民用信号功率在14.4dBW,即27W左右。对比一下,华为的快充40W,手机打电话时最大发射功率在1~2W
另外,卫星信号从20180km高空发射向地球,途中在大气层还会损失很多能量。达到地球的时候在-158.5dBW以上,换算成十进制约等于0.0000000000000001W

当然,这样设计也是基于抗干扰考虑,况且经过科学论证,这点功率也基本够用了。具体原因比较复杂就不解释了。


2、卫星信号穿透能力如何?

GPS卫星信号本身是通过微波传输,信号的频率在500~1500MHzUHF,微波的特性,就是频率高,波长短。这种类型的电磁波特点是:绕射能力很差,穿透力也不好。可以说,这就决定了它很容易被房屋、树木、隧道等阻挡。

【大肥彬讲通信】定位系统:“我太难了”-1.png

另外,高压电线、信号发射塔、恶劣天气情况等会对卫星信号产生干扰;再者,水面、高楼等也会反射卫星信号,产生多径效应。如下图所示,同一个卫星信号,经过多次发射后再被手机接收。

【大肥彬讲通信】定位系统:“我太难了”-2.png

(注:严谨地说,电磁波能否穿透物体这是个非常复杂的问题,电磁波的“穿透能力”与频率之间并不是简单的单调递增或者递减关系,并非频率越高越容易透过。高频率的电磁波和低频率的电磁波,在很多方面有完全不同的特性,相当复杂。)


3、卫星信号那么弱,为什么手机还能做到正常定位?

其实我们手机定位,不仅仅是靠卫星信号,同时还需要网络定位去协助。手机可以通过与附近的基站信号,或者WLAN信号进行信息交互,来确定手机的位置信息。所以,定位时需要确认手机网络是正常的。


4、克服种种困难后,卫星定位的原理是什么?

卫星定位的原理,往简单的说,就是我国著名的勾股定理

定位卫星,除了可以定位,还可以授时,也就是告诉你准确的时间,因为卫星有原子钟。

比如我们这里有一个的手机,假设我们不知道这个手机机的空间坐标XYZ,也不知道它的时间坐标T
但是我们手机可以从卫星这里接收到卫星的这些信息,也就是卫星的星历。星历里面有卫星自己准确的空间坐标X1 Y1 Z1,同时也有一个准确的时间T1

坐标和时间其实是有一定的联系的,通过坐标和时间,使用两次勾股定理,在如下图的绿线部分的直角三角形中,我们可以得到一条关于手机与卫星之间距离的等式:

【大肥彬讲通信】定位系统:“我太难了”-5.png



【大肥彬讲通信】定位系统:“我太难了”-3.png

那么这个方程里,有4个未知数XYZT,所以我们需要4个这样的方程才可以解出XYZT。为此我们再接收3个卫星的数据,得到另外3个方程。如下图。


【大肥彬讲通信】定位系统:“我太难了”-4.png


所以手机至少要通过4颗卫星,才能确定自己的空间坐标和时间坐标。


5、手机定位不好时该怎么办?

5.1 确认手机、相关APP已经连接到网络,且信号正常可用。
5.2 确认手机位置服务的开关有没有打开,设置有没有选择“高精度”模式。
5.3 确认相关APP读取位置信息的权限已经打开。
5.4 如果使用了位置模拟工具(如fake gps),可能会出现无法定位等问题
5.5 不要使用带金属的保护壳、磁吸支架或磁力吸盘。
5.6 试试别的导航定位软件。
5.7 避免将手机放在空调出风口、车载中控、行车记录仪、车窗贴膜、带有磁性的吸盘等附近。当然,也可以通过购买GPS放大器,提高车内的GPS信号强度。
5.8 如果是在隧道、山区、高楼密集的区域出现异常,一般离开这些地方,就会恢复正常了。
5.9 到室外空旷地方再看看,或者下载一个GPS test,看看手机在空旷地方搜星是否正常。如果任何时候GPS test都搜不到星,这就有可能是硬件故障了,需要去找售后分析了。




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huafans01371098789  渐入佳境  发表于 2019-10-11 11:42:58 来自:浏览器
手机定位导航的功能已经超乎我的想象了,2012年的时候,我坚信,定位导航必须要用专业的导航设备,比如凯立德导航,现在已经发展到普通一台手机就能实现定位导航了。。。不出10年时间。。。
琼得没药  略有小成  发表于 2019-10-11 12:03:31 来自:华为Mate 20 Pro
路过
亮亮相  初窥门径  发表于 2019-10-11 13:54:56 来自:华为Mate 20 Pro
huafen582067258  登堂入室  发表于 2019-10-11 14:13:06 来自:华为Mate 20 Pro
huafans01371299793  渐入佳境  发表于 2019-10-11 14:37:09 来自:浏览器
我也太难了。手机倒是能定位导航。。。但。。。路上经常是一片红啊。。。怎么破。。。

点评

买架直升机,嘿嘿  发表于 2019-10-11 14:39
飞上去容易,可是怎么降下来呢?飞机场可不是到哪都有的哟~~  发表于 2019-10-12 14:01
你应该买个飞行背包  发表于 2019-10-14 11:13
huafans01371299793  渐入佳境  发表于 2019-10-11 14:41:27 来自:浏览器
另外,我曾经也是高数闭着眼睛过的数学一哥,但现在发现。。。简单的一个勾股定理,我看了两遍才看明白。。。我这是怎么了???太难了。。。

点评

小兄弟,这可是初中的代数和几何知识哦~  发表于 2019-10-12 14:03
前学后忘  发表于 2019-10-12 20:59
辰小羲  独步江湖  发表于 2019-10-11 16:49:25 来自:华为Mate 20 Pro
什么什么
论坛就是水多  独步江湖  发表于 2019-10-11 17:48:36 来自:荣耀V20 4800万3D相机
水楼。。
huafans01367661002  登堂入室  发表于 2019-10-11 19:13:43 来自:华为P30 Pro
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