GPS跟踪系统如何工作

  • Post published:12月 28, 2015
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全球定位系统跟踪是一种精确确定某物位置的方法。GPS跟踪系统,例如,可以放置在车辆中,手机上或特殊的GPS设备上,这些设备可以是固定单元也可以是便携式单元。GPS通过提供有关准确位置的信息来工作。它还可以跟踪车辆或人员的运动。因此,例如,公司可以使用GPS跟踪系统监视送货卡车的路线和进度,父母可以使用GPS跟踪系统检查孩子的位置,甚至监视运输中的高价值资产。

GPS跟踪系统使用全球导航卫星系统(GNSS)网络。该网络包含一系列使用微波信号的卫星,这些微波信号被传输到GPS设备,以提供有关位置,车速,时间和方向的信息。因此,GPS跟踪系统可以在任何类型的旅程中同时提供实时和历史导航数据。

GPS提供特殊的卫星信号,由接收器处理。这些GPS接收器不仅可以跟踪准确的位置,还可以计算速度和时间。甚至可以借助四个GPS卫星信号在三维视图中计算位置。全球定位系统的空间部分由27颗绕地球运行的GPS卫星组成。每24小时有24颗运行中的卫星和3颗额外的卫星(以防万一发生故障),它们每12小时绕地球旋转一次,并从太空发送无线电信号,这些信号由GPS接收器接收。

定位系统的控件由遍布全球的不同跟踪站组成。这些监测站有助于跟踪连续绕地球运行的GPS卫星的信号。航天器发射微波载波信号。全球定位系统的用户使用GPS接收器来转换这些卫星信号,以便可以估算实际位置,速度和时间。

系统的操作基于称为三边测量的简单数学原理。三边测量分为两类:2-D三边测量和3-D三边测量。为了进行简单的数学计算,GPS接收机必须知道两件事。首先,它必须知道该位置的位置至少要由该位置上方的三颗卫星来跟踪。其次,它必须知道该地点与这些航天器之间的距离。具有多个接收器的单元可以同时接收来自多个GPS卫星的信号。这些无线电波是以光速传播的电磁能。

GPS跟踪系统可以以多种方式工作。从商业角度来看,GPS设备通常用于记录车辆行驶的位置。有些系统会将数据存储在GPS跟踪系统本身内(称为被动跟踪),有些系统会定期通过GPS系统单元内的调制解调器将信息发送到集中式数据库或系统(称为主动跟踪)或2- GPS方式。

被动GPS跟踪系统将监视位置,并将基于某些事件类型将其数据存储在旅途中。因此,例如,这种GPS系统可能会记录数据,例如设备在过去12个小时内旅行过的地方。存储在这种GPS跟踪系统上的数据通常存储在内部存储器或存储卡中,然后可以在以后将其下载到计算机中进行分析。在某些情况下,可以在预定的时间/点自动发送数据以进行无线下载,或者可以在旅途中的特定时间点请求数据。

主动GPS跟踪系统也称为实时系统,因为这种方法会自动将GPS系统上的信息实时发送到中央跟踪门户或系统。对于商业目的,例如车队跟踪或监视儿童或老人之类的人,这种系统通常是更好的选择,因为它使护理人员能够准确知道所爱的人在哪里,他们是否准时,是否在哪里。他们应该在旅途中。这也是监视员工在执行工作时的行为以及简化交付车队内部流程和程序的一种有用方法。

从安全角度来看,实时跟踪也特别有用,因为它允许车主在任何给定时间查明车辆的确切位置。并且,车辆中的GPS跟踪系统随后可以帮助警察确定车辆是否被盗到哪里。

手机追踪

长期以来,通信技术的发展已经超越了移动时访问他人的唯一能力。如今,移动通信设备正在变得更加先进,并且提供的功能不仅仅是进行对话。手机GPS跟踪是这些进步之一。

即使不在通话中,所有手机也会不断广播无线电信号。多年以来,手机公司已经能够使用来自接收信号的信号塔的三角测量信息来估计手机的位置。但是,将GPS技术引入手机已经意味着手机GPS跟踪现在可以使此信息更加准确。

随着GPS技术在许多新的智能手机中变得越来越普遍,这意味着任何时候都可以精确地跟踪任何携带有GPS功能的智能手机的位置。因此,对于希望彼此联系的企业主,父母,朋友和同事来说,手机GPS跟踪可能是一项有用的功能。GPS跟踪应用程序为iPhone,iPad,Android,Blackberry和最新的三星操作系统bada提供了一套应用程序,所有这些都可以用于在基于位置的社交网络门户上或从电话到电话之间进行相互跟踪。

定位技术基于测量功率电平和天线方向图,并采用了移动电话始终与最近的基站之一进行无线通信的概念,因此,如果您知道电话与哪个基站通信,则知道电话是靠近相应的基站。

先进的系统确定移动电话所在的扇区,并大致估计到基站的距离。可以通过在相邻天线塔之间内插信号来实现进一步的近似。在移动流量和天线塔(基站)密度足够高的城市地区,合格的服务可能会达到50米的精度。农村和荒凉的地区可能在基站之间相距数英里,因此确定位置的准确性较差。

GSM本地化是使用多边定位来确定GSM移动电话的位置,通常是为了定位用户。

基于本地化的系统可以大致分为:1)。基于网络;2)。基于手机;3)。混合动力车

基于网络

基于网络的技术利用服务提供商的网络基础架构来识别手机的位置。基于网络的技术(从移动运营商的角度来看)的优势在于,它们可以非侵入性地实现,而不会影响手机。

基于网络的技术的准确性各不相同,其中单元识别的准确性最低,而三角剖分的准确性最高。基于网络的技术的准确性紧密依赖于基站小区的集中度,而城市环境则实现了尽可能高的准确性。

基于手机

基于手机的技术需要在手机上安装客户端软件,才能确定其位置(用于E-911)。该技术通过根据小区标识,归属和相邻小区的信号强度来计算手机的位置,从而确定手机的位置,并连续发送给运营商。此外,如果手机还配备了GPS,则从手机向运营商发送更精确的位置信息。

这项技术需要在手机上安装客户端软件,这是其最大的缺点,因为未经用户的同意很难在手机上安装软件。更重要的是,该软件必须与各种操作系统兼容。这需要移动用户的积极合作以及必须能够处理手机不同操作系统的软件。通常,智能手机(例如基于Symbain,Windows Mobile,iPhone / iPhoneOS或Android的智能手机)将能够运行此类软件。

杂种

混合定位系统结合使用基于网络和基于手机的技术来确定位置。一个示例是Assisted GPS,它同时使用GPS和网络信息来计算位置。基于混合的技术提供了三种方法中的最佳准确性,但继承了基于网络和基于手机的技术的局限性和挑战。

LBS(基于位置的服务)技术的示例包括:

   1.小区识别–这种方法的精度在城市地区可达几百米,而在郊区和农村地区可达35公里。准确性取决于定位时为手机服务的特定网络基站的已知范围。

   2.增强的小区识别–使用这种方法,可以获得与“小区识别”相似的精度,但对于农村地区,圆形扇区为550米。

   3. U-TDOA-上行链路-到达时间差–网络确定时间差,并因此确定每个基站到手机的距离。

   4. TOA-到达时间–该技术使用到达某个基站的绝对时间,而不是两个站之间的差。

   5. AOA-到达角度– AOA机制将移动电话定位在每个基站沿角度的线相交的点。

   6. E-OTD增强的观测时差与U-TDOA相似,但是位置的估计是通过移动电话而不是基站进行的。

   7.辅助GPS-一种主要基于GPS的技术,它使用操作员维护的地面站来校正由大气/地形引起的GPS错误。在室内或城市峡谷环境中,辅助GPS定位技术通常会退回到基于小区的定位方法。

   8.混合–如上所述,混合定位系统根据本地可用的信号使用不同的方法。

GPS系统的重要性

GPS很重要,因为它可以帮助您确定从一处到另一处的位置和去向。导航和定位很重要,但是却很麻烦,而GPS则使它变得更容易。GPS一旦找到您的位置,便会开始追踪其他因素,例如速度,方位,航迹,行进距离,日出/日落时间,到目的地的距离以及其他一些细节。GPS使用“人造”星星作为参考点来计算精确到米的位置。但是,使用最新形式的GPS,您可以进行比厘米读数更好的测量。因此,借助GPS,您可以为地球上的每平方米分配一个唯一且指定的地址。因此,如今,GPS进入了汽车,飞机,轮船,建筑设备,智能手机,笔记本电脑,鞋子(www.gpsshoe.com)和皮带。此外,手机中安装的GPS跟踪系统可以极大地帮助个人通过手机获取自动GPS信息。

–摘自  www.eetimes.com