LBS定位技术之GPS(一)
LBS定位技术从方法上可分成三类:基于三角关系的定位技术、基于场景分析的定位技术、基于临近关系的定位技术(唐毅和杨博雄,2003)。
一、基于三角关系的定位方法
该技术的基本原理很简单,可以抽象成如下问题:已知A、B、C三个点的坐标,以及该三点至D点的距离(分别是d0,d1,d2),求D点的坐标。可以列出以下公式(式1),三个方程三个未知数,能求出唯一解。这种定位技术根据测量得出的数据,利用几何三角关系计算被测物体的位置,它是最主要的,也是应有最广的一种定位技术。
二、GPS
(1)为什么至少使用4颗卫星?
(2)当卫星数目大于4个的时候怎么办?
在野外开阔地区,可接收的卫星数目一般大于4颗,这时可以采用两种方法提高精度:1)挑选信号较强,并且并能保持良好定位解算精度的几何图形的4颗卫星数据进行计算,采用式3解方程即可算出结果;2)所有卫星数据都参与计算,使用最小二乘法进行求解。由于第二种方法能显著减小系统误差,因此被广泛使用。
一般的接收机在计算位置坐标时采用的是牛顿迭代法来求解非线性方程组,该法在计算时需要首先提供个初始坐标,然后在此基础上反复迭代计算,直到满足规定的限差为止。
(3)为什么GPS第一次定位慢?
前面讲过,GPS接收机计算时一般使用的是牛顿迭代法,该法需要给定初始位置,初始位置越精确,迭代收敛越快!由于是第一次启动,初始位置是上一次开机时保存的最后一次定位的坐标,往往与现在所处的真实位置偏差较大,由此使得计算的迭代次数显著增多,计算较慢。
当连续使用GPS时可以发现定位速度明显变快,因为此时初始位置与实际位置较为接近(初始位置为上次定位的位置),计算能很快收敛,一般只需迭代两三次。
(4)如何提高GPS定位速度?
参考文献
唐毅, 杨博雄. 电信工程技术与标准化, 58-62, 2003
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