衛星導航知識（中）

5.如何使用GPS接收機（一）

GPS作為野外定位的最佳工具，在戶(hù)外運動(dòng)中有廣泛的應用，在國內也可以越來(lái)越經(jīng)常地看見(jiàn)有人使用了。GPS不象電視或收音機，打開(kāi)就能用，它更象一架相機，你需要有一定的技巧?，F在介紹一些GPS使用辦法和經(jīng)驗。

首先大家要弄清使用GPS時(shí)常碰到的一些術(shù)語(yǔ)：

1.坐標(coordinate) 　　

有2維、3維兩種坐標表示，當GPS能夠收到4顆及以上衛星的信號時(shí)，它能計算出本地的3微坐標：經(jīng)度、緯度、高度，若只能收到3顆衛星的信號，它只能計算出2維坐標：精度和緯度，這時(shí)它可能還會(huì )顯示高度數據，但這數據是無(wú)效的。大部分GPS不僅能以經(jīng)/緯度(Lat/Long)的方式，顯示坐標，而且還可以用UTM(Universal Transverse Mercator)等坐標系統顯示坐標但我們一般還是使用LAT/LONG系統，這主要是由你所使用的地圖的坐標系統決定的。坐標的精度在Selective Availability(美國防部為減小GPS精確度而實(shí)施的一種措施)打開(kāi)時(shí)，GPS的水平精度在100-50米之間，視接受到衛星信號的多少和強弱而定，若根據GPS的指示，說(shuō)你已經(jīng)到達，那么四周看看，應該在大約一個(gè)足球場(chǎng)大小的面積內發(fā)現你的目標的。

在SA關(guān)閉時(shí)(美政府已經(jīng)取消SA)，精度能達到15米左右。高度的精確性由于系統結構的原因，更差些。經(jīng)緯度的顯示方式一般都可以根據自己的愛(ài)好選擇，一般有hddd.ddddd,hddd*mm.mmm，hddd*mmss.s(其中的“*”代表“度”，以下同)地球子午線(xiàn)長(cháng)是39940.67公里，緯度改變一度合110.94公里，一分合1.849公里，一秒合30.8米，赤道圈是40075.36公里，北京地區緯在北緯40度左右，緯度圈長(cháng)為40075*sin(90-40),此地經(jīng)度一度合276公里，一分合1.42公里一秒合23.69米，你可以選定某個(gè)顯示方式，并把各位數字改變一對應地面移動(dòng)多少米記住，這樣能在經(jīng)緯度和實(shí)際里程間建立個(gè)大概的對應。大部分GPS都有計算兩點(diǎn)距離的功能，可給出兩個(gè)坐標間的精確距離。高度的顯示會(huì )有英制和公制兩種方式，進(jìn)GPS的SETUP頁(yè)面，設置成公制，這樣在其他象速度、距離等的顯示也都會(huì )成公制的了。

2.路標(Landmark or Waypoint)

GPS內存中保存的一個(gè)點(diǎn)的坐標值。在有GPS信號時(shí)，按一下MARK鍵，就會(huì )把當前點(diǎn)記成一個(gè)路標，它有個(gè)默認的一般是象LMK04之類(lèi)的名字，你可以修改成一個(gè)易認的名字(字母用上下箭頭輸入)，還可以給它選定一個(gè)圖標。路標是GPS數據核心，它是構成“路線(xiàn)”(見(jiàn)3)的基礎。標記路標是GPS主要功能之一，但是你也可以從地圖上讀出一個(gè)地點(diǎn)的坐標，手工或通過(guò)計算機接口輸入GPS，成為一個(gè)路標。一個(gè)路標可以將來(lái)用于GOTO功能(見(jiàn)5)的目標，也可以選進(jìn)一條路線(xiàn)Route，見(jiàn)3.)作為一個(gè)支點(diǎn)。一般GPS能記錄500個(gè)或以上的路標。

3.路線(xiàn)(ROUTE)

路線(xiàn)是GPS內存中存儲的一組數據，包括一個(gè)起點(diǎn)和一個(gè)終點(diǎn)的坐標，還可以包括若干中間點(diǎn)的坐標，每?jì)蓚€(gè)坐標點(diǎn)之間的線(xiàn)段叫一條腿(leg)。常見(jiàn)GPS能存儲20條線(xiàn)路，每條線(xiàn)路30條腿。各坐標點(diǎn)可以從現有路標中選擇，或是手工/計算機輸入數值，輸入的路點(diǎn)同時(shí)做為一個(gè)路標(Waypoint/Landmark)保存。實(shí)際上一條路線(xiàn)的所有點(diǎn)都是對某個(gè)路標的引用，比如你在路標菜單下改變一個(gè)路標的名字或坐標，如果某條路線(xiàn)使用了它，你會(huì )發(fā)現這條線(xiàn)路也發(fā)生了同樣的變化?？梢杂幸粭l路線(xiàn)是活躍(Activity)的。“活躍”路線(xiàn)的路點(diǎn)是導向(見(jiàn)5)功能的目標。

4.前進(jìn)方向(Heading)

GPS沒(méi)有指北針的功能，靜止不動(dòng)時(shí)它是不知道方向的。但是一旦動(dòng)了起來(lái)，它就能知道自己的運動(dòng)方向。GPS每隔一秒更新一次當前地點(diǎn)信息，每一點(diǎn)的坐標和上一點(diǎn)的坐標一比較，就可以知道前進(jìn)的方向，請注意這并不是GPS頭指的方向，它老人家是不知道自己的腦袋和運動(dòng)路線(xiàn)是成多少度角的。不同GPS關(guān)于前進(jìn)方向的算法是不同的，基本上是最近若干秒的前進(jìn)方向，所以除非你已經(jīng)走了一段并仍然在走直線(xiàn)，否則前進(jìn)方向是不準確的，尤其是在拐彎的時(shí)候你會(huì )看到數值在變個(gè)不停。方向的是以多少度顯示的，這個(gè)度數是手表表盤(pán)朝上，12點(diǎn)指向北方，順時(shí)針轉的角度。有很多GPS還可以用指向羅盤(pán)和標尺的方式來(lái)顯示這個(gè)角度。一般同時(shí)還顯示前進(jìn)平均速度，也是根據最近一段的位移和時(shí)間計算的。

5.導向(Bearing)

導向功能在以下條件下起作用：

1.)以設定走向(GOTO)目標。走向目標的設定可以按GOTO鍵，然后從列表中選擇一個(gè)路標。以后導向功能將導向此路標。

2.)目前有活躍路線(xiàn)(Activity route)?；钴S路線(xiàn)一般在設置->路線(xiàn)菜單下設定。如果目前有活動(dòng)路線(xiàn)，那么導向的點(diǎn)是路線(xiàn)中第一個(gè)路點(diǎn)，每到達一個(gè)路點(diǎn)后，自動(dòng)指到下一個(gè)路點(diǎn)。

在導向頁(yè)面上部都會(huì )標有當前導向路點(diǎn)名稱(chēng)(ROUTE里的點(diǎn)也是有名稱(chēng)的)。它是根據當前位置，計算出導向目標對你的方向角，以與前進(jìn)方向相同的角度值顯示。同時(shí)顯示離目標的距離等信息。讀出導向方向，按此方向前進(jìn)即可走到目的地。有些GPS把前進(jìn)方向和導向功能結合起來(lái)，只要用GPS的頭指向前進(jìn)方向，就會(huì )有一個(gè)指針箭頭指向前進(jìn)方向和目標方向的偏角，跟著(zhù)這個(gè)箭頭就能找到目標。

6.日出日落時(shí)間(Sun set/raise time)

大多數GPS能夠顯示當地的日出、日落時(shí)間，這在計劃出發(fā)/宿營(yíng)時(shí)間時(shí)是有用的。這個(gè)時(shí)間是GPS根據當地經(jīng)度和日期計算得到的，是指平原地區的日出、日落時(shí)間，在山區因為有山脊遮擋，日照時(shí)間根據情況要早晚各少半個(gè)小時(shí)以上。GPS的時(shí)間是從衛星信號得到的格林尼制時(shí)間，在設置(setup)菜單里可以設置本地的時(shí)間偏移，對中國來(lái)說(shuō)，應設+8小時(shí)，此值只與時(shí)間的顯示有關(guān)。

7.足跡線(xiàn)(Plot trail)

GPS每秒更新一次坐標信息，所以可以記載自己的運動(dòng)軌跡。一般GPS能記錄1024個(gè)以上足跡點(diǎn)，在一個(gè)專(zhuān)用頁(yè)面上，以可調比例尺顯示移動(dòng)軌跡。足跡點(diǎn)的采樣有自動(dòng)和定時(shí)兩種方式自動(dòng)采樣由GPS自動(dòng)決定足跡點(diǎn)的采樣方式，一般是只記錄方向轉折點(diǎn)，長(cháng)距離直線(xiàn)行走時(shí)不記點(diǎn)；定時(shí)采樣可以規定采樣時(shí)間間隔，比如30秒、一分鐘、5分鐘或其他時(shí)間，每隔這么長(cháng)時(shí)間記一個(gè)足跡點(diǎn)。在足跡線(xiàn)頁(yè)面上可以清楚地看到自己足跡的水平投影。你可以開(kāi)始記錄、停止記錄、設置方式或清空足跡線(xiàn)。“足跡”線(xiàn)上的點(diǎn)都沒(méi)有名字，不能單獨引用，查看其坐標，主要用來(lái)畫(huà)路線(xiàn)圖(計算機下載路線(xiàn)?)和“回溯”功能。很多GPS有一種叫做“回溯”(Trace back)的功能，使用此功能時(shí)，它會(huì )把足跡線(xiàn)轉化為一條“路線(xiàn)”(ROUTE)，路點(diǎn)的選擇是由GPS內部程序完成的一般是選用足跡線(xiàn)上大的轉折點(diǎn)。 　　同時(shí)，把此路線(xiàn)激活為活動(dòng)路線(xiàn)，用戶(hù)即可按導向功能原路返回。要注意的是回溯功能一般會(huì )把回溯路線(xiàn)放進(jìn)某一默認路線(xiàn)(比如route0)中，看你GPS的說(shuō)明書(shū)，使用前要先檢查此線(xiàn)路是否已有數據，若有，要先用拷貝功能復制到另一條空線(xiàn)路中去，以免覆蓋?；厮萋肪€(xiàn)上的各路點(diǎn)用系統默認的臨時(shí)名字如T001之類(lèi)，有的GPS定第二條回溯路線(xiàn)時(shí)會(huì )重用這些名字，這時(shí)即使你已經(jīng)把舊的路線(xiàn)做了拷貝，由于路點(diǎn)引用的名字被重用了，所以路線(xiàn)也會(huì )改變，不是原來(lái)那條回溯路線(xiàn)了。請查看你GPS的使用說(shuō)明書(shū)，并試用以明確你的情況。有必要的話(huà)，對于需要長(cháng)期保存的TraceBack路線(xiàn)，要拷貝到空閑路線(xiàn)，并重命名所有路點(diǎn)名字。

6.如何使用GPS接收機（二）

GPS比較費電池，多數GPS使用四節堿性電池一直開(kāi)機可用20-30小時(shí)，說(shuō)明書(shū)上的時(shí)間并不是很準確的，長(cháng)時(shí)間使用時(shí)要注意攜帶備用電池。大部分GPS有永久的備用電池，它可以在沒(méi)有電池時(shí)保證內存中的各種數據不會(huì )丟失。由于GPS在靜止時(shí)沒(méi)有方向指示功能，所以同時(shí)帶上一個(gè)小巧的指北針是有用的。標記路標時(shí)，GPS提供一個(gè)默認的路標名，比如LMK001之類(lèi)，難于記憶，雖可改成一個(gè)比較好記一些的名字，但一是輸入不便，用上下箭頭選字母很費勁，二是一般只能起很短的英文名字，比如6或9個(gè)字母，仍然不好記，同時(shí)再帶上一個(gè)小的錄音機/采訪(fǎng)機隨時(shí)記錄，是個(gè)不錯的主意。

1.有地圖使用

GPS與詳細地圖配合使用時(shí)有最好的效果，但是國內大比例尺地圖十分難得，GPS使用效果受到一定限制。“萬(wàn)一”你有目的地附近的精確地圖，則可以預先規劃線(xiàn)路，先做地圖上規劃，制定行程計劃，可以按照線(xiàn)路的復雜情況和里程，建立一條或多條線(xiàn)路(ROUTE)，讀出路線(xiàn)特征點(diǎn)的坐標，輸入GPS建立線(xiàn)路的各條“腿”(legs),并把一些單獨的標志點(diǎn)作為路標(Landmark/Waypoint)輸入GPS。GPS手工輸入數據，是一項相當煩瑣的事情，請想一下，每個(gè)路標就要輸入名字、坐標等20多個(gè)字母數字，每個(gè)字母數字要按最多到十幾次箭頭才能出來(lái)，哈哈，這就是有人舍得花很多錢(qián)來(lái)買(mǎi)接線(xiàn)和軟件，用計算機來(lái)上載/下載數據的原因。帶上地圖！行進(jìn)時(shí)用一是利用GPS確定自己在地圖上的位置，二是按照導向功能指示的目標方向，配合地圖找路向目標前進(jìn)。同時(shí)一定要記錄各規劃點(diǎn)的實(shí)際坐標，最好再針對每條規劃線(xiàn)路建立另一條實(shí)際線(xiàn)路，即可作為原路返回時(shí)使用，又可回來(lái)后作為實(shí)際路線(xiàn)資料保存，供后人使用。

2.無(wú)圖使用這是更為常見(jiàn)的使用方式。

1.)使用路點(diǎn)定點(diǎn)：常用于確定巖壁坐標、探洞時(shí)確定洞口坐標或其他象線(xiàn)路起點(diǎn)、轉折、宿營(yíng)點(diǎn)的坐標。用法簡(jiǎn)單，MARK一個(gè)坐標就行了。找點(diǎn)：所要找的地點(diǎn)坐標必須已經(jīng)以路標(landmark/waypoint)的形式存在于GPS的內存中，可以是你以前MARK的點(diǎn)或者是從以前去過(guò)的朋友那里得到的數據，手工/計算機上載成的路標數據。按GOTO鍵，從列表中選擇你的目的路標，然后轉到“導向”頁(yè)面，上面會(huì )顯示你離目標的距離、速度、目標方向角等數據，按方向角即可。

2.)使用路線(xiàn)輸入路線(xiàn)：若能找到以前去過(guò)的朋友記錄的路線(xiàn)信息，把它們輸入GPS形成線(xiàn)路，或者(常見(jiàn)于原路返回)把以前記錄的路標編輯成一條線(xiàn)路。路線(xiàn)導向：把某條路線(xiàn)激活，按照和“找點(diǎn)”相同的方式，“導向”頁(yè)會(huì )引導你走向路線(xiàn)的第一個(gè)點(diǎn)，一旦到達，目標點(diǎn)會(huì )自動(dòng)更換為下一路點(diǎn)，“導向”頁(yè)引導你走向路線(xiàn)的第二個(gè)點(diǎn)...若你偏離了路線(xiàn)，越過(guò)了某些中間點(diǎn)，一旦你再回到路線(xiàn)上來(lái)，“導向目標”會(huì )跳過(guò)你所繞過(guò)的那些點(diǎn)，定為線(xiàn)路上你當前位置對應的下一個(gè)點(diǎn)。

3.)回溯回溯功能實(shí)際是輸入線(xiàn)路(route)的一種特殊方法，它在原路返回時(shí)十分好使。但有些注意事項，