导航系统为什么那么精确(导航为什么那么精准)
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导航是根据什么发明出来并能精准的知道每条路的?
说到导航系统,一般就会联想到 GPS。GPS 又称为全球卫星定位系统,是美国开发的卫星定位技术。这套卫星定位系统基本设计共有 24 颗卫星(目前运作中的卫星为 31 颗,由于卫星的寿命长短不一,美国每年都会发射一些卫星来更新这个系统)。
这些卫星绕行在地球四周,并分布在 6 个平面上,由于其卫星轨道经特殊的设计与安排,使得 GPS 接收器在地球上约 98% 的位置,只要不被障碍物遮盖,都可以接收到至少 4 颗以上卫星的讯号。而之所以需要至少 4 颗以上卫星的讯号,主要是作为 3 颗卫星的三角定位使用,与 1 颗的辅助定位。
三颗卫星就能决定位置?
要决定你的所在位置,需要利用卫星的三角定位原理。要做到三角定位,首先要量测你和卫星的距离,要测得两点的距离,可由速度和时间差间接求得(距离=速度x时间)。因为卫星会不断向地表发送讯号,地面上的 GPS 接收器也会不断接收卫星讯号,所以藉由卫星发送讯号与地面接收讯号的时间差,乘上已知讯号的传送速率,就能得到卫星与地面 GPS 接收器的距离。
因为卫星不断向四周发送讯号,若以卫星为圆心,以前述卫星与 GPS 接收器的距离为半径,划出一个球体,它球面上的每一点都是此接收器可能的位置。那么这个接收器到底在哪一点?这时若有此接收器与其他两个卫星的距离,就能画出三个球面,而这三个球面会交会出两个点,这两个点有其中一点必会在地表上。因此若可知三颗已知卫星的位置及其与地面接收器的距离,就能知道接收器在地表的实际位置。
不过,透过上述原理只能得知接收器在地表上的大概坐标,因为卫星讯号在传送与接收的过程中,有容易受环境干扰而不稳定的问题。因此通常需要用到第四颗卫星或差分全球定位系统(DGPS),来确保前面三颗卫星计算结果并提高精确度。当然能参考的卫星点越多,位置的计算结果将会越准确。
更高精准度的定位需求
要如何实现高精准定位系统呢?其关键就是对于当前位置信息了解得越多越好,所以现行手机上高精准度的定位系统,除了使用美国的 GPS 定位外,还会额外参考中国的北斗(BDS)、俄罗斯的 GLONASS等卫星信息。此外,若能配合数位地图、地标,甚至是移动信号基站,就能得到更精确的定位效果。
高精准地图
为了实现高精准度的定位系统,所采用的导航地图,当然也具有高准确度与较多细节信息上的需求,也可以称为高精准地图。现在应用市场上大部分地图软件,透过搭载立体摄影机的车辆,收集周边完整的道路信息,并辨识有助于定位的道路特征。
例如建筑物的角落、灯柱及道路标志等, 也会侦测车道标线、方向箭头、行人穿越道、停车线及路缘。与来自 GPS 的相关定位资料结合后,即可建立一份详尽的路线影像,如此可大幅提升对每条路的精准识别。此外,这些资料还可以随时更新与提供实时的路况。
明明路上有时堵有时不堵,为什么导航每次都能算出精准时间?
因为导航是依据道路的真实情况而进行设计的,所以它能够准确的根据路上的拥堵情况,进行计算。因为设计者已经对道路拥挤的真实情况做好了统计,并且精确的计算了道路拥挤,便畅通所需要的时间,所以在使用这个软件的时候再发生类似的情况,系统也就会自动的给出精确的时间。
我们都知道现在的软件的设计者会根据实际情况进行调整,并且它的设计初心就是为了方便使用者。所以设计者就会根据真实情况而进行准确的计算,而且他们不会忽略任何一个细节,他们会反复的测试。如果出现问题,他们会再去寻找问题出现在哪,而且他们设计者做出的贡献我们是想不到的一个应用的出现,是经过上万次甚至上百万次的测试才最终正式运营的。
而且我们现在国家的科技水平已经有了很大的进步,相较于之前我们现在,对道路上发生的各种问题只需要点开手机,进入这个导航的模式就可以知道一切。并不用跟之前一样,需要打电话询问其他人,或者专门去询问这件事情。并且现在设计者,已经能够做到将道路拥挤的时间准确的计算出来。如果时间不准确的话,那么很多人就会因为这个时间的错误导致更大的错误,同时会影响很多事情的正常进行。
所以我们可以说导航之所以能够测试出道路拥挤的时间,是因为设计者不断的测试并根据实际情况再进行调试,是他们日日夜夜辛苦付出的结果,在发现问题和解决问题之间反复循环,最终才帮助我们使用者准确的计算出道路拥挤的时间。同时这也是我们国家科学进步的表现,同时也是国家现在人民生活水平进步的表现。
为什么北斗导航比GPS精确?
北斗导航系统覆盖的是中国本土的区域,范围涵盖东经约 70°-140°,北纬 5°-55°,而GPS虽然是覆盖全球的导航系统,但信号经过对流层时会受到水汽影响。在短距离设站可以根据差分的方法消除这一误差,但中长距、单点定位中,由于全球的水汽分布并不均匀,在中国设置参考站并不能满足通用的模型,因此广而泛的GPS定位精准度不如精而尖的北斗导航。