GPS導航手機

現在市面上的導航手機還分為兩類，一類是真正的通過太空中的衛星進行GPS導航，誤差3-5米，另一類是通過基站和網路進行粗略的導航的，稱為A-GPS，這種導航沒有真正的通過衛星GPS導航的精確，一般定位誤差為100米，如諾基亞5233手機等。

全球定位系統(GPS)是本世紀70年代由美國陸海空三軍聯合研製的新一代空間衛星導航定位系統。其主要目的是為陸、海、空三大領域提供實時、全天候和全球性的導航服務，並用於情報收集、核爆監測和應急通訊等一些軍事目的，是美國獨霸全球戰略的重要組成。經過20餘年的研究實驗，耗資300億美元，到 1994年3月，全球覆蓋率高達98%的24顆GPS衛星星座己布設完成。

全球定位系統由三部分構成：

(1)地面控制部分，由主控站(負責管理、協調整個地面控制系統的工作)、地面天線(在主控站的控制下，向衛星注入尋電文)、監測站(數據自動收集中心)和通訊輔助系統(數據傳輸)組成；

(2)空間部分，由24顆衛星組成，分佈在6個道平面上；

(3)用戶裝置部分，主要由GPS接收機和衛星天線組成。

全球定位系統的主要優點：

(1)全天候；(2)全球覆蓋；(3)三維定速定時高精度；(4)快速省時高效率：(5)應用廣泛多功能。

全球定位系統的主要缺點：

但在視野不開闊如大樹底下或房間及地下停車場內，找不到空間足夠數量的定位衛星，不能定位。

GPS手機由GPS模塊、導航軟體、GSM通信模塊組成。

GPS模塊完成對GPS衛星的搜索跟蹤和定位速度等數據採集工作。

導航軟體地圖功能將GPS模塊得到位置信息，不停地刷新電子地圖，從而使我們位置在地圖上的不停地運動變化。

導航軟體路徑引導計算功能，根據我們的需要，規劃出一條到達目的地的行走路線，然後引導我們向目的地行走。

GSM通信模塊完成手機的通訊功能，並可根據手機功能對採集來的GPS數據進行處理並上傳指定網站。

1.銷售業務外勤人員的管理

2.空巢老人的監護

3.學生、少男少女的監護

4.婚姻家庭保護

5.緊急求救，防綁架保警

6.免安裝車載GPS智能防盜

7.戶外工作人員監護和調度

8.貴重物件定位，有效防止丟失

9.物流行業、配送行業等。車輛實行實時調度、安全報警、安全保護車輛。

10.風險戶外工作人員的監護和管理：巡警，交警，便衣，治安執勤，計程車司機，漁民，牧民。

11.社區矯正人員監控：根據相關的法律規定，矯正人員不得擅自離開所在的縣市區域。

GSM手機定位方式通常可分為基於網路方式和基於終端方式兩種。從技術上可分為到達時間（TOA）、增強測量時間差（E－OTD）和GPS輔助（A－GPS）3種方式。

1、TOA定位技術

TOA定位方式可在現有的任何手機上實現，手機無需作任何改動。

具體實現步驟：

（1）要定位的手機發出一已知信號，三個或多於三個LMU同時接收該信號，已知信號是手機執行非同步切換時發 出的接入突發信號；

（2）各LMU得到信號到達時的絕對GPS時間后，可得到相對時間差（RTD）；

（3）根據前兩步的信息，SMLC進行兩兩比較，計算突發信號到達時間差（TDOA），得出精確位置，並回到應用中。要通過三角計算得出手機精確位置，必須知道另外兩個參數：LMU的地理位置和各 LMU之間的時間偏移量。例如各LMU必須提供的絕對GPS時間，或在已知位置的地點放置參考LMU可得到實際時間差（RTD）參數。

LMU用接入突發信號確定TOA。當定位請求發出時，LMU被選定，且配置正確的頻率，以便接收 接入突發信號。此時，手機在業務通道（可能會處於跳頻方式）上，以特定功率發送達70個接入脈 沖（時長320ms）。各LMU通過多種方式實現和改善TOA的測量結果。利用收到的突發信號可提高測 量成功概率和測量精度。採用分集技術（如天線分集和跳頻），可降低多徑效應的影響，提高測量 精度。當某個應用需要知曉手機位置時，該應用向SMLC發出請求，同時告知手機號碼和定位精度 要 求。被測量的TOA參數及其誤差值一同被採集併發送到SMLC，根據該數據，SMLC可計算出應用所需 要的手機位置，再將位置信息和誤差範圍發送回應用。

TOA定位方式需要附加硬體（LMU），以達到精確計算突發信號到達時間的目的。實現方式有 多 種：LMU既可集成在BTS內，也可作為單獨設備。LMU作為單獨設備時，既可有單獨的天線，也可與 BTS共享天線，通過空中介面實現網路間通信。

2、E－OTD定位技術

E－OTD定位方式是從測量時間差（OTD）發展而來的，OTD指測量所得的時間量，E－OTD指測 量 的方式。手機無需附加任何硬體便可得到測量結果。對於同步網，手機測量幾個BTS信號的相對到 達時間；對於非同步網，信號同時還需要被一個位置已知的LMU接收。確定了BTS到手機的信號傳輸時間，則可確定BTS與手機之間的幾何距離，然後再根據此距離進行計算，最終確定手機的位置。

實現步驟如下：

1) 手機收到各基站發來信號，得到TOA參數；LMU得到RTD參數；

2) 手機將TOA和RTD參數 傳送到GSM網。

3) OTD測量需要用同步、標準且模擬的脈衝。當BTS發送的幀未被同步時，網路需要測量BTS之間 的RTD。為了進行精確的三角測量，OTD測量和RTD測量（非同步BTS時）均需要3個BTS。獲得OTD 參 數后，手機位置既可在網路中計算，也可在終端計算（要求手機具備各種必要信息）。前者稱為手 機輔助方式，後者稱為手機自主方式。

通過手機或網路中的位置計算功能模塊，實現位置計算。

3、A－GPS原理

GPS輔助定位方式實現步驟如下：GSM網收到GPS輔助信息；GSM網將輔助信息發送到手機；手機得到GPS信息，計算並得出自身精確位置；手機將位置信息發送到GSM網。

該方式有手機輔助方式和手機自主方式兩種：

（1）手機輔助GPS定位方式

這種解決方案是將傳統GPS接收器的大部分功能轉移到網路處理器上實現。該方式需要天線、 RF單元和數據處理器等設備。GSM網向手機發送一串極短的輔助信息，包括時間、可視衛星清單、衛星信號多普勒參數和碼相位搜索窗口。這些參數有助於內置GP S模塊減少GPS信號獲得時間。輔 助數據來自經手機GPS模塊處理后產生的偽距離數據，且可持續數分鐘。收到這些偽距離數據后，相應的網路處理器或定位伺服器能大致估算出手機的位置。GSM網增加必要的修正後，可提高定位精度。

（2）手機自主GPS定位方式

這種手機包含一個全功能的GPS接收器，具有（1）方式中手機的所有功能，再加上衛星位置 和手機位置計算功能。運算開始時，需要的數據比手機輔助方式要多，這些數據能夠持續4小時以 上或根據需要進行更新，通常包括時間、參考位置、衛星星曆和時間校驗參數等。如果某些應用 需要更高的精度，則必須持續（間隔約30s）向手機發差分GPS（DGPS）信號。DGPS信號在非常寬 的地域範圍有效，以一個參考接收器為中心可服務於較寬的地域範圍。最終位置信息由手機本身 計算得到，若需　要，此定位信息可發送到其它任何應用中。

GPS導航手機就是手機既要有一般通訊功能又要有導航功能，現在具有導航功能的手機很多，選購導航手機，關鍵就是要看以下要點：

1、屏幕是否夠大，因為屏幕小了，看不清楚，用起來很不方便；

2、是否有電子狗功能，所謂電子狗功能就是監控系統的提醒功能，它能夠在車輛行進過程中提醒你前方多少米有測速監控儀，限速是多少，也可以提示你前方有攝像頭，請勿闖紅燈，等等之類的提醒，非常實用。

3、地圖要能夠更新，因為每年道路都會有變化，比如新修了路，單雙行線的調整等等，所以手機中導航的地圖也得跟著變，不然就很不方便了。

4、確定其是GPS手機，還是A-GPS手機，GPS手機精度高，A－GPS手機精度略低；

5、確認手機導航在使用過程中，是否會產生其它費用，如網路流量費或GPS軟體使用費用。

GPS導航手機業務有一個超出傳統增值業務的龐大產業鏈陣容，由移動運營商、系統設備提供商、終端廠商、GIS開發商、應用提供商、中間件提供商等多個環節組成，綜合運用了包括移動通信、衛星導航、網際網路、地理信息系統、綜合信息服務等多方面的技術和應用，是多個產業、多項技術交匯和融合的產物。GPS手機服務需要持續和巨大的投入，尤其是在網路升級和電子地圖方面。

今年以來，具有定位和導航功能的手機正日益受到消費者的追捧，市場前景看好。根據市場研究機構Isuppli的最新預測，2006年至2011年，在全球範圍內具備GPS定位功能的手機出貨量將翻兩番，由2006年的1.096億部增長到2011年的4.44億部。他們還預測，到2011年，具備定位功能的手機在全部出貨手機中所佔比例將由2006年的11.1%增加到29.6%。目前GPS導航手機市場佔有率約為2.3%，隨著3G的發展，預計到2011年GPS手機的市場佔有率將達到20%。

隨著GPS功能向智能手機的滲透，國內將成為一個最大的GPS手機市場。我國市場上也已經有許多設計獨特的產品推出，如天將軍T60導航手機等。有分析人士認為，2010年是我國GPS手機的元年，GPS手機已經不僅適應車載導航用戶，也能適應步行者以及人們日常公交的換乘用戶使用，未來的GPS手機功能將涵蓋普通百姓更多的需求。在技術上，隨著3G網路的發展，特別是TD-SCDMA網路的發展，將為運營商提供基於位置的服務創造更為有利的條件，應用的範圍也將更為廣泛。業內人士認為，目前雖然人們已經感受到了GPS手機的魅力，但是絕大多數用戶對此的認識仍然只是停留在導航、定位、搜索等功能上，實際上在一些諸如監控、緊急救援等突發事件中的應用潛力更大，如老人小孩監控手機、外勤業務人員管理手機等。未來，GPS手機應用發展將是多元化的，人們將迎來一個GPS手機的新時代。