手机中的 GPS 到底是如何工作的？[关闭]

Question

我认为它没有连接到任何东西（除了我猜的卫星），对吗？或者它确实具有某种电荷？

Answer 1

GPS，即美国军方运营的全球定位系统，免费供民用使用，但事实上我们是用纳税人的钱来支付它的。

然而，手机上的 GPS 有点模糊。一般来说，打开手机中的 GPS 不会花费您任何费用，但是当您获取位置时，通常会涉及手机公司，以便在信号弱的情况下快速获取位置，以及在有信号时获取位置。卫星不可见（因为即使出于紧急 911 目的而看不到卫星，政府也不需要修复）。它会占用一些蜂窝带宽。这也意味着，对于没有常规 GPS 接收器的手机，如果您没有手机服务，则根本无法使用 GPS。

因此，大多数手机公司都会关闭手机中的 GPS，紧急呼叫和向您出售的服务（例如方向）除外。

这种特殊类型的 GPS 称为辅助 GPS (AGPS)，并且使用多个级别的辅助。

全球定位系统

普通 GPS 接收器监听特定频率的无线电信号。卫星以此频率发送时间编码消息。每颗卫星都有一个原子钟，并发送当前的准确时间。

GPS 接收器找出它可以听到哪些卫星，然后开始收集这些消息。这些消息包括时间、当前卫星位置和一些其他信息。消息流很慢——这是为了节省电力，而且因为所有卫星都以相同的频率传输，如果它们速度慢，就更容易被发现。因此，以及良好运行所需的信息量很大，常规 GPS 可能需要 30-60 秒才能获取位置。

当 GPS 接收器知道至少 3 颗卫星的位置和时间代码时，它可以假设它位于地球表面并获得良好的读数。如果您不在地面并且还想要高度，则需要 4 颗卫星。

辅助全球定位系统

正如您在上面看到的，使用普通 GPS 可能需要很长时间才能定位。有多种方法可以加快速度，但除非您一直随身携带原子钟，或者始终保持 GPS 开启状态，否则在您获得时钟之前总会有 5-60 秒的延迟。地点。

为了节省成本，大多数手机与蜂窝组件共享 GPS 接收器组件，并且您无法同时进行修复和通话。人们不喜欢这样（尤其是在发生紧急情况时），因此最低形式的 GPS 会执行以下操作：

1. 从手机公司获取一些信息以提供给 GPS 接收器 - 其中一些是基于哪些蜂窝塔可以“听到”您的手机的总体定位信息，因此此时他们已经通过电话将您的位置定位到一个城市街区左右的范围内。
2. 从蜂窝网络切换到 GPS 接收器 0.1 秒（或一段很小的、实际上不易察觉的时间段）并收集原始 GPS 数据（不在手机上进行处理）。
3. 切换回电话模式，并将原始数据发送给电话公司
4. 电话公司处理该数据（充当离线 GPS 接收器）并将位置发送回您的手机。

这在电话设计上节省了大量资金，但它对蜂窝带宽的负载很大，并且随着大量请求的到来，它需要大量快速服务器。不过，总体而言，实施起来会更便宜、更快。然而，由于这种负载，他们不愿意在这些手机上发布基于 GPS 的功能 - 所以你不会在这里看到逐向导航。

最近的设计包括完整的 GPS 芯片。他们仍然从电话公司获取数据 - 例如基于塔定位的当前位置和当前卫星位置 - 这提供了不到 1 秒的定位时间。这些信息只需要一次，GPS 可以用很少的电量跟踪此后的所有信息。如果蜂窝网络不可用，那么他们仍然可以在一段时间后获得修复。如果接收器看不到 GPS 卫星，那么它们仍然可以从蜂窝塔获得粗略的定位。

但要完全回答你的问题——它是免费的，就像电话公司所说的那样，到目前为止他们根本不收费。我怀疑这种情况将来会改变。在带有完整 GPS 接收器的高端手机中，您甚至可以加载自己的软件并访问它，例如在摩托罗拉 iDen 手机上使用 mologogo - J2ME 开发套件是免费的，而手机只需 40 美元（预付费手机） 5 美元信用）。无限上网费用约为每月 10 美元，因此只要 40 美元起价，每月 10 美元，您就可以获得互联网跟踪系统。（价格约为 2008 年 8 月）

从现在开始，它只会变得更便宜、功能更齐全......

关于：谷歌地图之类的

是的，谷歌地图和所有其他手机地图系统在使用过程中的不同时间都需要某种数据连接。例如，当您朝一个方向移动足够远时，它会向服务器请求新的图块。您的普通手机没有足够的存储空间来保存美国地图，也没有足够的处理器能力来很好地呈现它。如果你想将存储空间与地图一起使用，iPhone 就可以做到这一点，但考虑到大多数 iPhone 都有全时无限数据计划，大多数用户宁愿使用该空间来做其他事情。

Answer 2

在 24-32 颗卫星中，您至少必须能够接收 3 颗卫星，它们每颗都广播来自同步原子钟的时间。您在任何时间收到的时间差异可以告诉您广播到达您需要多长时间，从而知道您相对于卫星的位置。所以，它有点从某些东西中读取，但它并不连接到那个东西。请注意，这并不能告诉您您的方向，许多 GPS 通过插入数据点来伪造方向（和速度）。

如果不计算接收器的成本，这是一项免费服务。显然，有更高分辨率的服务仅限于军事用途。这些可能是解密信号的许可证以及保密协议的固定成本。

现在您的设备可能支持 GPS 跟踪，在这种情况下，它可能会通过 GPRS 等方式与数据库进行通信，该数据库将存储设备发现自己所在的位置，以便可以跟踪多个设备。这需要某种连接。

地图要么存储在设备上，要么通过连接接收。导航是根据这些地图的数据库计算的。这些可能是具有相关成本的许可项目，但如果您使用 Google 地图等服务，他们拥有 NAVTEQ 和其他公司的许可。