三角定位法

三角定位法

三角定位法的原理是利用2台或者2台以上的探測器在不同位置探測目標方位,然後運用三角幾何原理確定目標的位置和距離。以GPS定位原理為例:24顆衛星平均分布在6個軌道面,每一個軌道面上各有4顆衛星繞行地球運轉,讓地面使用者不論在任何地點、任何時間,至少有4顆以上的GPS衛星出現在我們上空中供使用者使用。伺服器或GPS接收器可以安裝在每個手機基站上,GPS接收器也可以內置於手機中,它在野外也工作良好,因為它是接收衛星的信號,Sprint PCS,Verizon和Nextel是使用這種技術的。

簡介

三角定位法的原理是利用2台或者2台以上的探測器在不同位置探測目標方位,然後運用三角幾何原理確定目標的位置和距離。

定位技術,一個比較常用的是GPS,也就是全球衛星定位技術。還有就是UWB( ultrawideband,超寬頻)三角定位技術使用三角測量法精確算出使用者的位置,使用 UWB技術可使定位誤差在2厘米之內,優於全球衛星定位技術。

GPS

三角定位法

以GPS定位原理為例:24顆衛星平均分布在6個軌道面,每一個軌道面上各有4顆衛星繞行地球運轉,讓地面使用者不論在任何地點、任何時間,至少有4顆以上的GPS衛星出現在我們上空中供使用者使用。每顆衛星都對地表發射涵蓋本身載軌道面的坐標、運行時間的無線電訊號,地面的接收單位可依據這些資料做為定位、導航、地標等精密測量。

GPS定位系統是利用衛星基本三角定位原理,GPS接受裝置以量測無線電信號的傳輸時間來量測距離。由每顆衛星的所在位置,測量每顆衛星至接受器間距離,即可算出接受器所在位置之三維空間坐標值。使用者只要利用接受裝置接收到3個衛星信號,就可以定出使用者所在之位置。一般的 GPS都是利用接受裝置接收到4個以上衛星信號,來定出使用者所在之位置及高度。

Enhanced911

當前北美的定位服務開始於1996年,那裡美國通信委員會通過了這個頗有爭議的Enhanced 911法案,這個法案,在1999年又再次修訂,要求無線運營商可以在50至100米之內定位一個手機。任何手機只要撥打美國全國緊急服務電話911,就可以找到你,即使你不知道你在哪裡。同時,這能力的首次展示已經在某些地方開始了。從2002年的晚些時候開始,整個SprintPCS網路已經具備了緊急定位的能力。其他網路,如Cingular Wireless,也成功地完成了在Wilmington的定位技術測試。

這種定位技術無需對手機作多大的修改。定位方法可能會用到來自GPS的信息,但是不會經常使用。如何正確地實施定位技術就要依靠發揮手機網路的根本作用了。在歐洲,主要的手機標準是GSM,而現在GSM也開始在美國流行。對GSM網路而言,定位技術被稱為Uplink Time Difference of Arrival。這種技術依靠一種三角的形式:它至少需要三個手機基站來接收信號,然後通過這三個信號到達時間的不同來計算出位置。在基站密布的市區準確度是最高的。這種技術不需要客戶購買新的手機,也不會影響網路的性能。

而CDMA網路是一個碼分多址的網路,它的定位技術被稱為輔助的GPS,正如名字所示,是利用衛星網路定位的。用這種方法,無線運營商或一個獨立GPS數據反饋伺服器傳送從GPS接收器收到數據“提示”給手機,手機接收到這些信息,快速的修正自己的位置。

伺服器或GPS接收器可以安裝在每個手機基站上,GPS接收器也可以內置於手機中,它在野外也工作良好,因為它是接收衛星的信號,Sprint PCS,Verizon和Nextel是使用這種技術的。在歐洲和美國的911服務類似的定位服務,已經也開展起來了。它們的服務號為112。從今年7月24日起,歐洲的運營商也被強制要求提供定位服務。這次是一個Enhanced 112法案了。

遠古實例 歷史學家在英國南部發現一套建立於5000年前的原始“導航系統”,令人不得不嘆服遠古先民的智慧。這套古代“導航系統”依靠的不是衛星和全球定位系統(GPS)終端,而是許多建在山丘或高地上的定位地標。

三角定位編輯

英國歷史學家兼作家湯姆·布魯克斯在其新作《史前英國幾何學》中提到,英格蘭南部和威爾斯發現眾多這樣的地標。他通過分析發現,從諾福克到北威爾斯的1500個地標通常是巨石或山頂城堡等明顯標誌物。每個地標都在相鄰地標的視野範圍內。這套定位系統工作原理類似於近代地質測量中常用的“三角測量法”。

布魯克斯發現,這些地標排列有序,組成一系列等腰三角形。每個三角形兩條等邊的公共頂點位置就是一處古代村落。依靠這種“導航系統”,當地古代居民不用攜帶地圖就可以隨意出行而不必擔心迷路。

技藝精湛

布魯克斯在GPS坐標圖中把這些定位點標出後發現,雖然有些三角形邊長超過160公里,但所有地標誤差均不超過100米。以如此小的誤差來構建這些三角形,要求當時的人們掌握高超的幾何學知識。

“這決不可能只是巧合,”英國《每日郵報》14日援引布魯克斯的話說,“這種幾何測量十分先進和複雜。我們曾經認為石器時代的先民原始而野蠻,但現在看來必須徹底重新審視這種觀點。”“我們的祖先是技藝精巧的工程師,具有極高想像力和創造力,”他說。他還進一步大膽假設,居住在這裡的古代人也許是第一套導航系統的發明者。

作用意義

5000年前冰川期結束後,原來的低地和山谷變成沼澤,所以當時的人需要在高地重新建立村落,休養生息。由於當時生存環境惡劣,先民還必須不斷探索新定居點以增加人口。這套三角形導航系統為當時各定居點之間的商業往來服務,同時一些幫助建設新定居點的工人也可以用它找到回家的路。

這套精密複雜系統的問世比古希臘人發明幾何學還早2000多年。它至今仍是世界上最大的民用工程之一。

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