GPS电话工作原理
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本文包括:
  1. 1. 引言
  2. 2. 了解更多信息
  3. 3. 阅读所有电子玩意类文章

GPS电话
HowStuffWorks Shopper 供图
想象一下,假如您在驾车赶去参加工作面试的途中发现自己迷路了,您首先想到的可能是打电话给面试公司去问路。但如果您连自己身处何方都不清楚,那么问路可能也无济于事。

假如您的手机有另一个功能:可以告诉您所在的确切位置,那么您就可以按照提示的路线一步一步地找到目的地。内置全球卫星定位系统 (GPS) 接收机的新型电话就完全可以做到这一点。安装了相应的软件或服务包后,电话就可以确定您所在的位置,为您指明通往目的地的路线以及提供附近商业区的相关信息。

在本文中,我们将了解到手机和GPS接收机工作原理的基本信息。 然后,我们一起来探索电话是如何把这些技术结合到一起的。

手机的概况

无所遁形
不是所有使用GPS电话的人都把它用于正当目的。 在一起多次拨打911报警电话的恶作剧中,警察轻易地找到了其始作俑者——田纳西州的一个十几岁的孩子,他使用的正是GPS电话 。 另一个案例是,警察逮捕了加州的一名男子,原因是他将GPS电话藏在前女友的汽车发动机舱内,以此跟踪她 [参考]。
简单地说,手机是一种精巧的双向收发信息的无线电工具。发射塔基站有序地排列在小区网络中,不停地发送和接收无线电信号。手机中装配有低功率发射器,它的作用是与最近的发射塔建立通讯联络。

当您处于移动中时,您的电话将从一个小区移动到另一个小区,基站会监控您手机信号的强度。当您移动到一个小区的覆盖边缘时,您的信号强度会减弱。同时,您正进入的小区中的基站会发现手机信号在增强。当您从一个小区转入另一个小区,发射塔负责将信号进行转移。


当您处于移动中时,信号会在小区之间转移。

当您所处的位置非常偏远时,发射塔可能因为距离太远而无法保证信号的稳定性。即使在发射塔数量充足的地方,信号也可能因为高山或高楼大厦的阻挡而中断。有时,人们在建筑物内,尤其是电梯内,很难接收到清晰的信号。


GPS电话工作原理

即使没有GPS接收机,您的手机也可以提供你所在位置的相关信息。一台计算机就可以根据您手机信号的测量数据而确定您的位置,例如:

  • 您所在位置与手机信号发射塔的角度
  • 信号发送到多个发射塔的不同时间
  • 当信号到达发射塔时的强度
由于树木、建筑物等障碍物会影响信号传递到发射塔的时间,所以这种方法的精确度通常比GPS测量方式要差一些。

GPS接收机概况
手机相似,GPS接收机也需要依靠无线电波来发挥作用。但它是与运行在地球上空的轨道中的卫星进行通讯联络的,而不是使用地面基站。目前有27颗GPS卫星运行在轨道上——其中的24颗处于工作状态,另外3颗是备用的,以防其他卫星出现故障。

为了确定您的位置,GPS接收机必须确定下列数据:

  • 您上空至少三颗卫星的位置
  • 您与这些卫星之间的位置关系

然后,接收机利用三边测量法来确定您的准确位置。简单地说,就是以找到的三颗卫星为球心,分别画三个球面。这三个球面会有两个交点——一个在太空中,另一个在地面上。三个球面在地面上汇成的交点就是您所处的位置。

GPS接收机必须与卫星之间进行无阻塞的通讯,浓密的树林和建筑物会阻碍GPS对您位置的确定。

GPS接收机和手机有许多共同之处,并且两者的应用都非常普及。在下一节,我们将了解GPS手机的某些功能。

支持无线功能的GPS
一些GPS电话使用支持无线功能的GPS来确定用户的位置。在支持无线功能的系统中,电话利用沿轨道运行的GPS卫星结合手机信号相关信息来进行定位。有时人们称之为增强型GPS,支持无线功能的 GPS 在确定用户位置方面远胜过单纯的GPS接收机。有些支持无线功能的系统可以在建筑物内、浓密的树叶笼罩下以及城市里传统接收机的盲区中工作。您可以通过Lucent Technologies了解更多关于支持无线功能的GPS的信息。

GPS电话
几乎所有在美国出售的新款手机中都内置了某些GPS接收功能。那些没有GPS接收功能的手机可以连接到使用上节介绍的技术的服务器中,从而对手机信号进行分析和定位。这允许电话在拨打911后将个人位置信息发送到公共安全应答点 (PSAP)。但大多数手机可以利用自身具有的GPS功能做到这一点。

然而,有的手机内置有功能完整的GPS接收机或者可以通过电缆或蓝牙功能连接到GPS接收机。这种GPS电话支持编程语言,如Java,并可以提供详细的路线信息或关于附近商业区和您感兴趣的地方的信息。而其他手机可以像跟踪装置一样工作。要使用这些功能,您必须有:

  • 一部GPS电话或兼容的GPS接收机
  • 支持地图和GPS数据传送的呼叫计划
  • 服务计划或软件,能够提供目前所处区域的确切地图和路线,或提供电话所在位置的相关信息。

GPS电话的一般用途包括:

Wherifone GPS定位电话
Wherify 供图
Wherifone GPS定位电话

  • 位置跟踪:一些雇主使用GPS电话来跟踪雇员的位置,而且一些公司也为GPS 电话提供位置跟踪服务。 Wherifone 定位电话提供GPS坐标并允许用户拨打紧急电话号码。父母和家长可以通过电话或在线的方式跟踪电话的位置,电话一旦离开预设的“安全区域”他们就会收到及时的通知。日本的Wearable Environmental Information Networks推出了一款面向儿童的名为Dog@Watch 的GPS监护电话。

  • 详细路线:GPS电话装有显示屏,可以显示详细的路线并通过电话扬声器进行提示。一般而言,提供这种服务的公司是按月收费的,并使用地图数据库来提供路线。 服务质量的好坏与数据库息息相关——过时的地图可能会提供错误的路线。部分提供详细路线的服务包括:

  • 户外定位服务:Trimble Outdoors为徒步旅行、山地自行车运动、地理寻宝活动 (geocaching) 以及其他户外活动提供地图和定位服务。

  • 其他以定位为基础的服务:一些公司希望依据用户的位置向他们提供新闻,优惠券,广告和其他信息。
其他一些GPS电话包括:

有关手机、GPS系统及相关技术的更多信息,请访问下一页上的链接。

增强型911
当有人通过陆上线路拨打911时,公共安全应答点(PSAP)会及时接听了解打电话者的位置。即使打电话者挂断了电话或无法说话,PSAP也能知道是什么地方需要帮助。许多人想当然地认为手机也能如此,但直到现在只有少数手机有这种功能。

美国联邦通讯委员会(FCC)的增强型911(E911)计划要求,所有手机在拨打911的同时他们的号码和位置信息也应一同发送出去。对于该计划,FCC向电话制造商、服务提供商和PSAP设定的完成期限是 2005年年底。这也是许多新型电话都内置了GPS接收机的原因之一,虽然这些电话无法提供详细的路线信息。

虽然E911计划可以帮助人们在紧急情况下获得帮助,但部分人已经开始关注这一计划对个人隐私权的影响。除此之外的另一个问题是,许多PSAP仍然无法从手机接收到位置信息。

您可以通过FCC或Consumer Reports了解更多关于E911的信息。


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