Principios básicos del posicionamiento gps
Este artículo intenta presentar brevemente los principios básicos del posicionamiento GPS desde la perspectiva de los programadores de una manera que sea fácil de entender para los programadores. Espero que sea útil para los amigos que están desarrollando GPS. Por supuesto, este artículo no involucra tecnologías de desarrollo específicas.
1. Modelo matemático de posicionamiento GPS
La razón por la que presento el modelo matemático primero es porque creo que este modelo matemático puede ser un problema que preocupa más a los programadores. Por supuesto, permítanme decirles de antemano que este modelo es solo un modelo simplificado que resumí para programadores en función de algunos datos de GPS. Los detalles pueden no coincidir con la realidad. Si desea conocer los detalles específicos, consulte el GPS profesional. materiales explicativos.
El posicionamiento GPS en realidad determina la posición del receptor GPS a través de cuatro satélites con posiciones conocidas.
Ejemplo: El receptor GPS es el dispositivo actualmente a determinar, y los satélites 1, 2, 3 y 4 son los cuatro satélites utilizados para este posicionamiento:
Posición1, Posición2, Posición3 y Posición4 son las posiciones actuales (coordenadas espaciales) de los cuatro satélites respectivamente, que se conocen.
d1, d2, d3 y d4 son las distancias desde los cuatro satélites hasta el receptor GPS que se va a posicionar. , que se conocen
La ubicación es la ubicación del receptor de satélite que se va a localizar, que se va a encontrar.
El proceso de posicionamiento es simplemente a través de una función GetLocation(), de las conocidas [Position1,d1], [Position2,d2], [Position3,d3], [Position4,d4] Encuentra el valor de Location entre los cuatro pares de datos. Expresado en llamadas a funciones familiares para los programadores:
Location=GetLocation([Position1,d1],[Position2,d2],[Position3,d3],[Position4,d4]);
Entonces, ¿de dónde vienen estos parámetros? ¿Cómo se ejecuta esta función? ¿Quién lo ejecutará? Quienes no se hayan olvidado de la geometría sólida todavía se preguntarán: ¿Por qué son necesarios 4 pares de parámetros? Entonces exploremoslo juntos.
1. ¿De dónde proviene la información de posición de Posición1, Posición2, Posición3 y Posición4?
De hecho, cada satélite GPS que opera en el universo transmite constantemente su información de coordenadas de posición actual al mundo a través de señales de satélite. Cualquier receptor GPS puede recibir fácilmente esta información a través de su antena y poder leerla (esta es en realidad una de las funciones principales de todo chip GPS). De ahí proviene esta información de ubicación.
2. ¿De dónde proviene la información de distancia d1, d2, d3 y d4?
Ya sabemos que cada satélite GPS transmite su posición todo el tiempo, por lo que al enviar la información de posición, también se le agregará la marca de tiempo cuando se envíe el paquete de datos. Después de que el receptor GPS recibe el paquete de datos, resta la hora en la marca de tiempo de la hora actual para obtener el tiempo que tardó el paquete de datos en transmitirse en el aire.
Conociendo el tiempo de transmisión del paquete de datos en el aire, luego multiplicarlo por su velocidad de transmisión es la distancia de transmisión del paquete de datos en el aire, que es la distancia desde el satélite al receptor GPS. Los paquetes de datos se transmiten a través de ondas de radio, por lo que la velocidad ideal es la velocidad de la luz c. Si el tiempo de propagación se registra como Ti, la fórmula es:
di=c*Ti(i=1,2). ,3, 4);
Esta es la fuente de di(i=1,2,3,4).
3. ¿Cómo se ejecuta la función GetLocation()?
Esta función la inventé yo para ilustrar el problema. De hecho, puede que no exista, pero debe existir una lógica de operación similar. Esta lógica informática se puede implementar mediante software, pero de hecho la mayoría de ellas se pueden completar mediante chips de hardware (esta también puede ser una de las funciones principales de cada chip GPS).