GPS (Global Position System, 全球衛星定位系統)最早是美國軍方所建置用來協助戰略武器能夠精準的定位其攻擊目標的位置。在目標物的定位主要是透過太空中的衛星來定位，此種方式可以有效避免衛星不容易被敵方摧毀。後來美國軍方也將部份GPS的技術或資源移轉給民間作為商業化的應用，而慢慢演變成今日的GPS系統。下圖為GPS全球衛星位於地球外太空中的示意動畫圖 (可以點選此圖另開視窗觀看動畫圖，本圖參考於此網站)，一般來說至少有24顆衛星分布在6個軌道上運行，在地球的表面上正常至少能夠接收到6顆衛星的訊號，而能夠正確的定位出目標物的位置 (包含經緯度、高度以及時間)則至少需要4顆衛星訊號來協助交叉定位。扣除天氣狀況以及建築物遮蔽等外在因素外，GPS裝置的訊號接收靈敏度關係到GPS定位的準確定以及定位時間的長短。
早期GPS常見的商業化應用大多是所謂的行車導航機或者是隨身攜帶的GPS定位記錄器，近年來隨著智慧型手機的快速發展再加上網路線上地圖的方便使用，GPS也變成智慧型手機的基本功能之一。現在在外頭只要拿起手機開啟GPS功能，就能夠輕鬆的定位出所在的位置，同時配合軟體還能夠快速搜尋出如何到達目的地或者是列出附近的加油站、便利超商等商店，已經不太需要像以前一樣需要帶一本厚重的地圖集出門了。下面我們將簡單介紹在使用GPS時會需要知道的幾個效能參數，在了解這些參數背後所代表的意義之後相信可以幫助我們更加的了解GPS系統應用。
1. TTFF (Time To First Fix): 其定義為在冷開機 (Cold Start)的狀態下到GPS第一次定位成功所需要的時間，正常來說所需的時間應該越少越好。不過目前來講，TTFF的時間大多在50~80秒之間算是一個基本的要求，而目前的智慧型手機在組裝出廠時都是藉由驗證其TTFF時間來確保手機GPS功能維持正常。
2. Cold Start (冷開機): 當GPS裝置先前定位資料已經許久未更新 (或是第一次使用)的情況下，包含衛星星曆資料 (Ephemeris Data)、定位時間及最後的位置都已經改變的狀況之下，此時開啟GPS服務時會進行所謂的冷開機，同時冷開機完成的定位時間是最長的。
3. Warm Start (暖開機): 在GPS裝置依然保有最近粗略的定位資料之下，僅是針對詳細的定位資訊再做一次更新即可完成定位，其定位時間介於冷開機及熱開機之間。
4. Hot Start (熱開機): 距離之前的GPS定位紀錄完成的時間相當接近，同時僅是將GPS系統做重新開啟的動作，此時GPS僅需要相當短的時間即可完成定位(~1秒)。
Reference:
https://sites.google.com/site/changch1011/my-blog/GPS-and-GPS-Antenna-Design
1 則留言:
GPS系統中，其衛星點的位置皆是由星曆(Ephemeris)所提供，而星曆依其來源的不同又可分為精確星曆與廣播星曆。在導航定位中，所使用之星曆為廣播星曆。而 GPS 快速定位就是將星曆數據下載好， GPS 只要接收到其中一顆衛星就可以去推算其他衛星的位置，也因此達到快速定位的效果。
這些星曆參數及其它的改正參數，是由GPS的地面監視站，將觀測衛星所得之數據及所蒐集到之大氣資料傳送到主控站，再由主控站進行軌道計算並推算時錶同步誤差及電離層改正等。之後，由主控站傳回衛星之內以更新導航訊息內的資料。
一般來說， GPS 有分為熱開機，暖開機，冷開機三個方式。
1. 熱開機就是 GPS 關閉不久後的再開啟，就像是是衛星收訊不佳、失聯，再度獲取定位的時間，時間通常在10秒內。
2. 暖開機就是一般開機，包括 GPS 自我測試、取得精確星曆至定位完成，在天空開闊下，通常在 30 秒內。就是有星曆數據，沒有導航訊息。
3. 冷開機就是開機後 GPS 接收器需執行一連串如下載星曆等的初始化動作。通常需要 80秒~120 秒之間。
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