大家好！今天让小编来大家介绍下关于车载导航为什么能定位_GPS导航系统的工作原理的问题，以下是小编对此问题的归纳整理，让我们一起来看看吧。
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2.GPS导航系统的工作原理
可以利用汽车导航系统定位汽车吗？
可以定位，在导航界面打开K码，在同导航软件内输入K码就可以定位车辆位置。
汽车导航用的是定位系统，而且一定要用到卫星定位系统。原因如下。
汽车定位,用到的是测绘学的一个术语——后方交会，后方交会是根据已知位置确定新位置的常用测量方法。我们将测量设备放在一个未知的位置（新点），通过测量到已知点（既知点）距离，可以得出该位置的坐标。
如果运用地面上的已知点,进行后方交会测量有很多缺点。一是光电仪器的测量范围很小；二是视线容易被遮挡，观测条件易天气影响；三是测量效率低，移动不方便，不能实时定位。
有人就想了，要是能把这些已知点放在天上就好了。真是个好主意，于是就有了卫星导航的概念，这些已知点就是天上的导航卫星，而需要确定就是地面上接收机的位置。接收机从接收到的卫星信号，可以确定出接收机到卫星之间的距离。
卫星定位系统，简单地说，这是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。这个系统可以保证在任意时刻，地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星，以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度，以便实现导航、定位、授时等功能。这项技术是汽车导航的基础。
GPS导航系统的工作原理
车载导航是利用车载GPS（全球定位系统）配合电子地图来进行的，它能方便且准确地告诉驾驶者去往目的地的最短或者最快路径。构成车载定位导航系统的各个部分： 能够导航的电子地图；地图数据的搜索和处；定位模块；地图配比；规定行走路径；路径引导；地图实时显示模块；人机交互接口；无线通信。
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其中定位模块就是卫星信号接收器，接收、解调卫星的广播C/A码信号。通过运算与每个卫星的伪距离，采用距离交会法求出接收机的得出经度、纬度、高度和时间修正量这四个参数。GPS模块通过串行通信口不断输出NMEA格式的定位信息及辅助信息，供接收者选择应用。
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GPS导航模块就是集成了RF射频芯片、基带芯片和核心CPU，并加上相关外围电路而组成的一个集成电路。车载导航中的GPS模块选型有下述4个重要因素：卫星信号、信号接收、信号处理和地图数据库。
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卫星信号－定位精准度：
汽车卫星导航系统需要依靠全球定位系统(GPS)来确定汽车的位置。最基本的，GPS需要知道汽车的经度和纬度。在某些特殊情况下，GPS还要知道海拔高度才能准确定位。有了这三组数据，GPS定位的准确性经常就可以达到2～3米，GPS模块系列SKG12BL的定位精度为3米，速度精度为0.1米每秒。
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信号接收－接收灵敏度：
GPS系统的工作原理是解析从同步卫星那里接收到的信号。投影在竖直的平面上，这些信号可以形象地表示为一个个的倒漏斗形。当这些“漏斗”的下半部分有一定的重叠时，GPS的解析程序就能够计算出汽车所在位置的坐标。SKG12BL的接收灵敏度为-165dBm。
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信号处理：
GPS接收到的信号和计速装置所提供的信息，要通过接收器，提供给汽车导航系统，并由软件系统分析处理，重叠在存储的地图之上。SKG12BL的接收机类型包括GPS、WAAS、EGNOS、MSAS等。
地图数据库：
当GPS提供的坐标信息重叠到电子地图上时，驾车人就可以看出自己目前的位置以及未来的方向了。这最后一个环节叫做成图，也是车载导航系统中最重要的一环。离开了成图，导航系统就等于是没有了方向。
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全球卫星定位系统（Global Position System, GPS）为美国国防部开发，利用规模遍及全球的人造卫星之航法系统，由24颗人造卫星所构成，其中包括三颗预备卫星。利用对民间开放的C/A码标准测法，能得到数十米的精度，为无线电定位法的一种。
卫星定位系统整体运作上可分成三部份：太空部分、地面部分以及讯号部分。
太空部分
N'K.c"jb~ i0目前GPS卫星已发展至Block II型式的定位卫星，由Rockwell International制造，在轨道上重量约1,900磅，太阳能接收板长度约17呎，预期寿命为7.5年，于1994年完成第24颗卫星的发射，整个GPS系统正式宣告建构完成。因此目前太空中有24颗GPS卫星可供定位运用，它们平均分布于6个轨道面，每个轨道面上各有4颗，距离地面高度约10,900海浬(大约20,000公里)，呈55°角倾斜绕行地球运转，绕行地球一周需12恒星时，每日可绕行地球2周，这也就是说，不论任何时间，任何地点，包含北极,南极，至少有4颗以上的卫星出现在我们的上空。
信号部分100GPS－中国最大的GPS网|导航地图软件下载|报价|手机PDA车载蓝牙GPS#d.J F#F C(zd
GPS卫星产生两组随机电码，一组称为C/A码，一组称为P码。C/A码主要开放给民间使用，因此在精度上刻意降低，P码则是美国国防部保留为其军事用途的电码，精度比C/A码高很多，因此设有密码，一般民间使用者无法解读。一般而言，GPS卫星传送两种频率的载波，L1(Link 1)载波的频率为1575.42 MHZ，L2 (Link 2)载波的频率为1227.60MHZ。
地面部分100GPS－中国最大的GPS网|导航地图软件下载|报价|手机PDA车载蓝牙GPSKMb;K2@z
地面设施部分主要包含GPS监控站与使用者接收设备两部份。
监控站100GPS－中国最大的GPS网|导航地图软件下载|报价|手机PDA车载蓝牙GPS z;?3G3\ |E4OA2k
包括一个主要控制站（Master Control Station）、五个监测站（Monitor Station）－分布于夏威夷、亚森欣岛、迪亚哥加西亚、瓜加林岛、科罗拉多州、三个地面控制站（Ground Control Station）等。监测站主要负责追踪所有卫星的运行位置、时间、气象数据及电离层数据等，将每15秒观测到所有数据，计算出每15分钟一组的平滑化数据（Smoothed Data），传送到主控制站后，由主控制站加以统合，计算出卫星星历、时表修正量、电离层改正系数，再转换成导航讯息，以维护卫星系统的精度与正常运作，此部份由美国国防部负责，使用者无从了解也毋需了解此部份的技术。
主要是一个卫星信号接收器，依照不同的目的而有不同的定位能力，基本的功能是接收L1载波，分离出C/A电码，进行最简单的虚拟距离定位，也是一般车辆定位所使用的机型。其中必须注意的是：GPS卫星产生两种不同的载波来承载所有电码与讯息，其中C/A码仅调置在L1载波上，P码则分别调置在L1与L2载波上，并区别为P1与P2电码，但美国军方目前仅开放C/A码仅民间使用。而一般间使用之接收机可经由差分修正(DGPS差分定位)达15呎或更加之准确度。但使用DGPS讯号需付费，一般使用者应考虑成本及使用目地是否需要到如此精准。如做汽车导航您所需要知道的是您的相对位置配合您所使用之电子地图，无需使用到那么高精度之定位。
GPS的定位是利用卫星基本三角定位原理，GPS接收装置以测量无线电信号的传输时间来量测距离，以距离来判定卫星在太空中的位置，这是一种高轨道与精密定位的观测方式。假设卫星在11,000英哩高处，测量我们的距离，首先以11,000英哩为半径，以此卫星为圆心画一圆，而我们位置正处于球面上。
GWMU }A0 再假设第二颗卫星距离我们12,000英哩，而我们正处于这二颗球所交集的圆周上。现在我们再以第三颗卫星做精密定位，假设高度13,000英哩，我们即可进一步缩小范围到二点位置上，但其中一点为非我们所在的位置极有可能在太空中的某一点，因此，我们舍弃这一点参考点，选择另一点为位置参考点。100GPS－中国最大的GPS网|导航地图软件下载|报价|手机PDA车载蓝牙GPS0SBauTJ k0^ K/x!xm
如果要获得更精确的定位，则必定要再测量第四个颗卫星，从基本物理的观念上来说，以讯号传输的时间乘以速度即是我们与卫星的距离，我们将此测得的距离称为虚拟距离，在GPS的测量上，我们测的是无线信号，速度几乎达18万6千英哩/Sec的光速，而时间却短的惊人，甚至只要0.06秒，时间的测量需要二个不同的时表，一个时表装置于卫星上以记录无线电信号传送的时间，另一个时表则装置在接收器上，用以记录无线电信号接收的时间，虽然卫星传送信号至接收器的时间极短，但时间上并不同步，假设卫星与接收器同时发出声音给我们，我们会听到二种不同的声音，这是因为卫星从11,000英哩远的地方传来，所以会有延迟的时间，因此，我们可以延迟接收器的时间，从此延迟的时间╳速度，就是接收器到卫星的距离，此即为GPS的基本定位原理。
那么GPS卫星究竟传输那些数据呢？卫星所传输的讯号包含有伪乱码(Pseudo random code)、星历数据(Ephemeris:英语发音为ee-fem-er-is)及Almanac。
1、伪乱码(详细请参见"GPS测距码的作用")可帮助我们知道卫星讯号是由那一颗卫星所传输下来，所以伪乱码即是一颗卫星的身份证(ID code)。其卫星编码从1至32。因此我们可从GPS接收机上看到所接收到的卫星编号。但为何超过24个伪乱码呢？这是因为当有新的替代卫星发射启用时，可马上给与这颗替代卫星一个新编号，当真正被淘汰的卫星不能使用时，就取代淘汰的卫星。
2、星历数据含有卫星是否健康或不健康之信息、现在日期、时间，这些数据使您的接收机知道现再时间日期其决定您目前的位置。
3、Almanac传输轨道信息告知接收机各卫星所在天空之位置。
简单的说GPS时如何运作：每一颗卫星会告诉您使用的接收机三件事，我是第几号卫星，我现位置在那里，我什么时候送这讯息给您。当您的GPS接收机接收到这些数据后会将星历数据及Almanac存起来使用，这些数据也用做修正GPS接收机上的时间。
GPS接收机比较每一卫星讯号接收到的时间及本身接收机的时间的不同，而计算出每一卫星道接收机的距离。接收机若在接收到更多卫星时，它可利用三角公式计算出接收机所在位置。三颗卫星可做所谓2D定位(经度及纬度)，四颗或更多卫星可做所谓3D定位(经度、纬度及高度)
