二、GPS基礎(chǔ)知識(shí)
1、GPS的原理
GPS 是Globol Position System (全球定位系統(tǒng))的簡稱,該系統(tǒng)由美國政府建立,向全球用戶提供免費(fèi)服務(wù)。完整的GPS系統(tǒng)分為天上和地下兩個(gè)部分:在天上有24顆衛(wèi)星在不停地轉(zhuǎn)動(dòng),使得在地球任何一個(gè)角落,都至少可以看到3顆以上的衛(wèi)星;在地下就是手持或者車載式GPS接收機(jī),也就是我們所常說的GPS了。
當(dāng)GPS接收機(jī)接收到三顆或三顆以上的衛(wèi)星信號(hào)后,就可以計(jì)算出接收機(jī)所在的大地坐標(biāo),如果接收到四顆衛(wèi)星,還可以計(jì)算出海拔高程,同時(shí),衛(wèi)星系統(tǒng)的時(shí)間信號(hào)也傳送到了GPS上,如果您要對(duì)表,GPS上的時(shí)間是最可靠的。
需要說明的是,除了美國的GPS系統(tǒng)外,俄羅斯和歐洲也分別建立了自己的全球定位系統(tǒng),但目前應(yīng)用最普遍的還是美國的GPS系統(tǒng)。
2、GPS所使用的的坐標(biāo)系統(tǒng)
我們?cè)诿枋龅乩砦恢玫臅r(shí)候,常用的方法就是經(jīng)緯度坐標(biāo)。經(jīng)緯度坐標(biāo)系統(tǒng)是以英國格林威治和赤道分別作為經(jīng)度和緯度的零度點(diǎn)。中國位于約東經(jīng)70--120度,北緯 -- 度的范圍內(nèi),新疆位于。
在GPS系統(tǒng)內(nèi),經(jīng)緯度的顯示方式一般都可以根據(jù)自己的愛好選擇,一般有"hddd.ddddd"(度.度),"hddd*mm.mmm"(度.分.分),"hddd*mm"ss"(度.分.秒)。度、分、秒的進(jìn)制是60進(jìn)制,但是度.度,分.分的進(jìn)制是100進(jìn)制,這一點(diǎn)在換算的時(shí)候要特別注意。
地球子午線(南極到北極的連線)長度39940.67公里,緯度一度合110.94公里,一分合1.849公里,一秒合30.8米,不同緯度的間距是一樣的。
地球赤道圈長度40075.36公里,北京和烏魯木齊地區(qū)在北緯40度左右,緯度圈長為40075*sin(90-40),因此這里的經(jīng)度一度合85.276公里,一分合1.42公里,一秒合23.69米。
3、GPS的精度及SA政策
理論上,GPS的定位精度可以到米級(jí),美國佬出于安全考慮,人為限制民用GPS的定位經(jīng)度,制定了SA政策(Selective Availability,美國防部為減小GPS精確度而實(shí)施的一種措施),當(dāng)SA政策實(shí)施時(shí),定位精度只有20-30米,但目前SA政策已經(jīng)取消,民用GPS的定位精度已經(jīng)可以達(dá)到10米左右。
當(dāng)接收到4顆以上有效衛(wèi)星信號(hào)時(shí),GPS就可以實(shí)現(xiàn)三維定位,也就是說可以算出海拔高程,但我感覺海拔高程的精度不很可靠。
4、手持式GPS怎么定位
一般GPS上都有MARK鍵和GOTO鍵。MARK鍵用于定位,即把當(dāng)前的坐標(biāo)存到內(nèi)存里,GPS會(huì)自動(dòng)為這個(gè)點(diǎn)起一個(gè)名字;GOTO 用于導(dǎo)航,如果有一個(gè)已知的點(diǎn)位已經(jīng)存到了GPS的內(nèi)存里,并且起了名字,那么按GOTO, 再選那個(gè)點(diǎn)的名字,就可以計(jì)算出從此地到那個(gè)已知點(diǎn)的直線距離。MARK和GOTO(也就是定位和測距)是GPS 最基本的功能,其它功能都是以此為基礎(chǔ)或?yàn)槠浞?wù)的。一般來說,只要知道怎么開機(jī)關(guān)機(jī),知道定位和導(dǎo)航,在戶外活動(dòng)中就可以應(yīng)付自如了。
5、GPS坐標(biāo)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)格式
我的GPS中可以存儲(chǔ)500個(gè)點(diǎn)位,有些GPS帶有數(shù)據(jù)線,可以把存儲(chǔ)的航點(diǎn)轉(zhuǎn)存到計(jì)算機(jī)上,反之亦可。這樣GPS中的數(shù)據(jù)就很安全了(想像一下把300個(gè)GPS點(diǎn)抄到紙上的工作量吧!)。GPS點(diǎn)在導(dǎo)入計(jì)算機(jī)后,經(jīng)過一定的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,可以建立GPS點(diǎn)位數(shù)據(jù)庫,查詢使用很方便。當(dāng)然,也可以在計(jì)算機(jī)上將手工輸入的GPS點(diǎn)整理成文件,然后轉(zhuǎn)存到GPS上,比在GPS上輸入要方便很多。不僅如此,如果計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有GIS軟件(地理信息系統(tǒng))和電子地圖,GPS航點(diǎn)還可以直接投影到電子地圖上。但是這一過程比較復(fù)雜。
GARMING 公司提供了一個(gè)MAPSOURCE軟件,附帶全球 1:4000000電子地圖,可以直接將GPS航點(diǎn)投影到電子地圖上,不過對(duì)于戶外愛好者來說,1:4000000的電子地圖毫無用處。
一套完整的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)線路套件包括數(shù)據(jù)線,衛(wèi)星天線,車載電源(接到點(diǎn)煙器上),MAPSOURCE軟件和電子地圖(或GIS軟件和專業(yè)電子地圖)。
三、GPS和地圖的配合使用
在戶外穿越活動(dòng)中,最常用的地圖比例尺是1:250000和1:100000,地圖上的1Cm分別相當(dāng)于實(shí)際距離的2.5千米和1千米。(關(guān)于戶外地圖,會(huì)有專文介紹)。GPS和地圖的配合使用,無非有以下兩種情況:一種是在出發(fā)前,在地圖上找到目標(biāo)點(diǎn)(比如擬定的宿營地和重要拐點(diǎn))的坐標(biāo),并把它輸入到GPS中(我們?cè)?001年徒步車師古道時(shí),就輸入了一套GPS點(diǎn));另外一種是在戶外活動(dòng)中,在重要的點(diǎn)用GPS定位后,在地圖上找到該點(diǎn),以判斷當(dāng)前所處的位置。
從專業(yè)地圖上查找到的坐標(biāo)是"hddd*mm"ss"(度.分.秒)格式,如果GPS采用的是"hddd*mm.mmm"(度.分. 分)格式,那就需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換。即把秒的數(shù)值除以0.6,換算成100進(jìn)制。
四、戶外活動(dòng)中GPS的典型用法
OK! 基本原理講完了,現(xiàn)在我們已經(jīng)到了戶外,隊(duì)員們的眼睛都注視著你和你手中的GPS,你有信心嗎?如果還沒有,那么繼續(xù)看下面的介紹。
1、 如何定位
現(xiàn)在全隊(duì)已經(jīng)到達(dá)徒步出發(fā)地,怎么也得把出發(fā)點(diǎn)的坐標(biāo)紀(jì)錄下來??!很簡單,打開GPS,趁大家整理行裝的幾分鐘,GPS已經(jīng)完成了查找衛(wèi)星,自動(dòng)跳到了數(shù)據(jù)頁面,這時(shí),按一下MARK(定位或者小旗子),GPS提示這是110號(hào)點(diǎn),這是GPS自動(dòng)順序生成的航點(diǎn),按確認(rèn),該航點(diǎn)就存下來了。當(dāng)然,別忘讓秘書紀(jì)錄下這個(gè)點(diǎn)。
2、 如何確定離目標(biāo)點(diǎn)的距離
下午3點(diǎn),全隊(duì)到達(dá)了一處休息的地方,女隊(duì)員秋芷癱倒在地:“隊(duì)長,我們還有多遠(yuǎn)啊”?嘿嘿,這可難不倒我,出發(fā)前,我熬了一個(gè)通宵,早就把目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)輸入到GPS里了,記得點(diǎn)號(hào)好像是“First END”。拿出GPS,開機(jī)后等待搜索衛(wèi)星,幾分鐘后數(shù)據(jù)出來了,(這時(shí)順手定個(gè)點(diǎn),讓秘書YY記下來,養(yǎng)成好習(xí)慣)然后按GOTO(導(dǎo)航),在點(diǎn)位表中找到“First END”點(diǎn),按確認(rèn),這時(shí)屏幕顯示 “距離 目標(biāo)點(diǎn)”My END” 5523M”,GOOD,“我們距離目標(biāo)還有5.5公里”,笑熬漿糊大聲宣布。說完,他看了一眼跟前的大山和崎嶇的山路,補(bǔ)充說“直線距離”。這時(shí),只聽撲通、撲通幾聲,隊(duì)員子欣、楊格、和VV當(dāng)場暈倒。
3、 如何確定任意兩點(diǎn)的距離
傍晚,終于到達(dá)當(dāng)天的宿營地了。這時(shí)隊(duì)員醉舞陽光問:“漿糊隊(duì)長,從今天的出發(fā)點(diǎn)到明天的終點(diǎn)一共有多遠(yuǎn)???”出發(fā)點(diǎn)到終點(diǎn),也就是從110點(diǎn)Second END, 這是個(gè)相對(duì)距離的問題啊,簡單。打開GPS,不必等候?qū)ふ倚l(wèi)星(要等3分鐘呢,多沒面子?。?,在航點(diǎn)表中找到110點(diǎn),然后將光標(biāo)移到下面的參照點(diǎn)(Refenrence)欄,輸入Second END,OK!GPS馬上 就算出來,110點(diǎn)距離參照點(diǎn)Second END 16.8KM。
4、在GPS的指導(dǎo)下向正確的方向前進(jìn)
多數(shù)GPS存在一個(gè)偉大的問題,就是沒有內(nèi)置指南針,當(dāng)您讓它導(dǎo)航-Second END的時(shí)候,它只會(huì)告訴您“距離目標(biāo)點(diǎn)3公里,方位角度80度”。3公里好理解,80度怎么找呢?好辦,手持GPS,將它的腦袋對(duì)著正北方,(您的腦袋也對(duì)著正北方)。什么?北在哪?看指南針?。?/p>
OK,找到北了,這時(shí),GPS會(huì)有個(gè)指向Secong END的箭頭,大約指向您的右手偏前一點(diǎn)。明白了吧!GPS的方位角是以正北作為0度,正東為90度,正南為180度,正西為270度。讓地圖、GPS、指南針和您的腦袋都面朝北方,看起來就會(huì)比較方便。
如果沒有指南針,GPS在移動(dòng)狀態(tài)下,也可以測出您的前進(jìn)方向和速度,以此可以找到“北”,但是如果在山溝里,可就麻煩了。我曾經(jīng)在菊花臺(tái)下面的直溝里,為了找北,連續(xù)走了6個(gè)來回,摔了3個(gè)跟頭(因?yàn)槲乙3忠欢ǖ男羞M(jìn)速度,直線,眼睛還得看著屏幕,才能測出方向),也怪老天不長眼睛,那天陰天,沒有太陽。從那以后,我每次出去都帶3個(gè)指南針。
5、GPS的典型參數(shù)設(shè)置
首先要把GPS設(shè)置成公制,美國佬用的是英制,mile,1 mile大約17xx米,哪有我們的1KM=1000米好計(jì)算(所以他們發(fā)明了計(jì)算機(jī))。
其次,把經(jīng)緯度格式調(diào)整成"hddd*mm"ss"(度.分.秒)格式或者"hddd*mm.mmm"(度.分. 分)格式。
然后,確認(rèn)地圖投影為wgs84,時(shí)區(qū)在+8區(qū)(中國在東8區(qū))。
6、經(jīng)驗(yàn)和技巧
一般電池可以連續(xù)使用20小時(shí),我一般是在用的時(shí)候才打開,一天走下來,開個(gè)7-10次就差不多,按這樣的方式,一副電池可以上10次山。
在每次定點(diǎn)的時(shí)候,最好作紀(jì)錄或者錄音,(或者請(qǐng)秘書紀(jì)錄),因?yàn)镚PS點(diǎn)位號(hào)是用數(shù)字自動(dòng)生成的,點(diǎn)多了,再好的腦子也記不住。
一定要和與指南針配合使用,要不,就是有GPS也找不到北。
要在開闊地使用GPS,山溝里,密林里,就得碰運(yùn)氣了。坐車的時(shí)候,車窗旁也勉強(qiáng)可以使用。
每次活動(dòng),一般紀(jì)錄5-10個(gè)點(diǎn)就差不多了。