GPS普及知识

三亚老刘

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GPS基础知识普及教程：

让大家了解一下为什么GPS设备记录运行轨迹后会有较大出入，和怎样正确理解和使用GPS设备。

我讲的GPS设备，包含所有的带GPS(或北斗，伽利略，格洛纳斯，等。现在，GPS就是一个俗称或统称了，下面所有的表达，都是统称GPS。)定位功能的硬件，具体就是：专用定位设备，手机，手表，等等。

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GPS基本功能就是实时定位，通常就是每秒钟接收（获得）一次设备此时刻此地理位置的经纬度数字。无论你走不走动，设备都在运行（通电情况下）接收经纬度数据。硬件设置不同， 接收信息的频率不同， 我们假设都是常见的默认值： 每秒一次，其他不去管。

最基本数据有三个项目：

时间，经度，纬度。

当然还有其他若干个数据，例如速度，海拔高度，卫星个数，等等，暂时不去管它。

设备接收基本数据后，就会存储在设备的Rom/Flash里，白话就是存在内存里，或者说存储在掉电不丢失数据的存储器里。具体格式如下：

一次户外活动记录运行轨迹， 需要几百个至几千个记录点（根据运行时间不同和记录方式不同），然后将这些记录点展现在地图上，显示出轨迹图形， 即运行轨迹。

以上是所有厂家的共同之处。

不同之处： 软件是各厂家自己写的， 计算轨迹的时间是不会有出入的， 各家都一样， 卡住一头一尾即可。

但是， 在计算轨迹长度上各家会有较大的区别， 各家的轨迹过滤器写法不同， 过滤阈值不同， 记录点的稀密不同（Zepp就是一秒一个记录点，松拓就是20米一个记录点），算法有很大区别！ 具体算法就是：

距离=每个记录点之间的距离之和！ （我的语音导航器算法也是一样的）

想一想， 其结果就是会有五花八门的长度结果， 很难说谁准谁不准！ 谁都准， 谁也不准！

但是， 无论如何， 计算的结果不会有很大误差！ 都是在一个合理范围内！

距离不准，当然速度也就不准了。

解释一下：

1- 各家的计算方法都是数学运算（包括三角函数）， 小数点后有足够的精度位数， 所以误差不是数学运算误差！误差来自于“GPS实时定位的精度误差”!!! 这是核心问题！ 现在的GPS硬件已经有了很大的精度和准确性的提高！ 因为是民用GPS硬件（不是军用）， 所以精度和准确性就是现在的水平！

已经足够用了！ 民用完全可以胜任了！ 厂家宣传的精度是10-20米， 淘宝上甚至说1-3米。 实测是10米左右。 户外运动及导航角度看，定位精度10米足够用了， 足够准确了！ 落实到轨迹上， 基本可以准确地描绘出你走过的路线！ 导航也足够满足需求的！ 你去仔细看一看每一次运动后的轨迹， 很少发生大幅度跳跃脉冲波轨迹。 假如GPS发生脉冲波记录点， 软件的过滤器也会过滤掉那些虚假的记录点！

所以说， 轨迹是比较好看的， 比较圆滑的， 比较真实的！正因为这一点， GPS导航这些年才发展这么快这么普及， 尤其是车载导航！ 有些人甚至离开高德百度导航就不会开车了！ 以上是一个方面。

2- 另一方面， 就是轨迹长度/距离问题了。上面的问题并没有彻底解决距离计算的准确度！ 会降低误差，不会根本解决问题！ 距离长度是一个个记录点累计出来的， 但从数学上讲， 累计误差是很小的，运算不会出问题！问题在： 每个点的定位精度/准确度存在合理误差， 累计起来就是一个很大的误差了！ 想一

想， 多个卫星信号时从几万公里外接收下来的， 通过技术手段获得地理定位， 存在多个时间误差（虽然原子钟已经很准了），多个信号传输过程中的干扰误差，其结果就是： GPS不动，它每秒钟接收到的经纬度数据也会在几米范围内波动，甚至到几十米！ 以上是实测数据！ 再加上游泳， 卫星信号接收的不很好，自由泳也有一半时间在水里。大框上讲，自由泳不影响卫星信号的接收和实际使用效果， 微观讲， 会有一定的干扰， 但是不影响实际使用效果。正是因为每次接收的定位数据有几米级别的误差， 这个误差对于定位来说没有影响， 对导航也没有影响，但是， 对于计算距离长度来讲， 就是很大的误差了！ 所以，各家设备最后报出来的距离长度都不一样！ 谁都准， 谁都不准！都在合理误差范围内！ 不影响实际使用！

用户就要分析着去看去使用这些运算结果！ 每个设备都有自己的规律和特点，

例如： Zepp(华米手表）公开水域游泳出来的数据就会很小， 它的过滤器做的“狠”， 过滤掉一切可能的虚假数据！两步路软件也如此！ 松拓就会宽松的多， 能反映出泳者左右来回游行的弯道距离， 更加接近泳者实际游过的距离！

3- 以上是讲基础知识。 实际上， 我每次使用时， 尤其是每次横渡活动， 为了获得更加准确的泳者真实实际的游行距离， 我还是将原始记录轨迹导入奥维软件上， 进行专门的技术处理， 这样的距离长度更科学，更真实！ 奥维计算过的距离， 总距离数字就可以达到米级精度。

注意问题：

不同游泳泳姿，会有较大出入。手表蛙泳全部在水里，没有卫星信号，几乎是无效。