深度解析手机定位和GPS收星

深度解析手机定位和GPS收星

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作为户外助手的用户，我经常看到人们讨论这个软件的使用，我学到了很多有用的东西。

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定位漂移、记录轨迹矫直、户外定位注意事项，答案都在这里！

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目录：

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一、手机定位的种类及原理

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二、各种定位类型的精度

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三、户外定位要注意什么

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四、如何记录美丽的轨迹

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其实大部分相关内容都可以在百度找到，但在这里希望能通俗易懂地使用，尽量不谈专业术语，介绍手机定位、卫星定位、录迹等概念和知识，结合实际使用过程中的常见问题，解决大家的疑惑。

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一、手机定位的种类及原理

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当今绝大多数的智能手机都具有定位功能，手机上使用的定位主要有两种类型：

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1、GPS定位，这只是一个习惯性的名称，实际上包括了北斗、等卫星导航系统的定位，所以更准确的名称应该叫卫星定位。其基本原理是手机包含用于接收卫星信号的定位模块，利用接收到的卫星信号计算出经纬度、高度和速度等定位数据。

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\n天空

中的卫星基本上是均匀分布的，所以一个基本的常识是，卫星定位要尽可能多地面向天空，遮挡越少，对于接收信号的计算越好。手机可以接收的卫星越多，每颗卫星的信号强度越高，定位效果越好，这体现在定位速度快，定位精度高。

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目前，世界上有四大卫星定位系统，美国的GPS、俄罗斯的、中国的北斗、欧盟的伽利略。GPS在美国是最早建成的，也是最成熟的，先是用于军事用途，后来开放给民用，但民用精度要低得多。中国的北斗近年来发展迅速，尤其是北斗具有信息交流的功能，非常值得期待。（需要注意的是，目前有些手机的定位功能可以支持北斗定位系统，但只能接收其定位信号，无法与卫星通信。为了支持通信功能，需要特殊的北斗通信设备，例如北斗海聊，在两步商城有售：

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（点击下图查看北斗海聊了解更多信息）。

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v 花絮 1 卫星定位（GPS定位）不需要手机联网，所以在完全没有手机信号的室外场所，不会影响GPS星定位。

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v 花絮 2 手机组网对GPS定位还是有帮助的，尤其是第一次定位，可以大大缩短GPS第一次定位成功的时间。但在定位成功后，网络对GPS定位的帮助几乎可以忽略不计。

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2、网络定位，包括基站定位和WIFI定位，为什么叫网络定位，因为手机定位前必须要连接互联网。其基本原理是将手机采集到的运营商基站和周边WIFI热点（不需要连接wifi）的信息提交到定位服务器，服务器将现有的数据库数据进行比对，计算出手机的定位位置。简单来说，就是将每个运营商的基站和固定WIFI热点的位置采集并存储在定位服务器中，手机告诉服务器周围有哪些运营商基站和WIFI，服务器自然可以告诉手机你在哪里。百度和高德在中国提供这种定位服务，谷歌和苹果在世界范围内提供这种定位服务。网络定位得出的定位数据通常只包含经纬度，不包含高度和速度数据。

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v现在用的是两步式户外助手软件（），也用的是网络定位，有人要问，户外助手不一定要打开GPS吗？事实上，户外助手只需要在记录轨迹或导航的情况下打开GPS。当您第一次在室内打开户外助手时，通常可以使用网络定位将其快速设置到位。如何区分目前是网络定位还是GPS定位，安卓版可以在地图界面的顶栏看到经纬度后面的海拔数据，如果是N/A则为网络定位，如果是具体海拔数据则为GPS定位。如下图所示。

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以上方法仅适用于安卓手机，苹果系统的定位方法略有不同，下面将进行说明。

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二、各种定位类型的精度

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GPS定位的民用精度理论在10米左右，定位模块的一些算法和技术手段可以提高到几米以内，但这是一个足够开放的环境，如果周围的卫星采集环境通常较差，精度就会下降。当定位位置与实际位置之间存在较大偏差时，我们称之为定位漂移。

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除了去除环境因素（下文讨论）外，定位漂移的产生主要与手机中定位模块的算法策略有关。定位模块始终在接收卫星信号并计算定位，如果释放一个大漂移位置（实际偏差为200米）告诉上位应用软件，说这个位置可以使用（误差只有10米），那么上位应用软件也会把这个位置当作只有10米的误差。定位模块需要同时兼顾定位速度（快速定位成功）和定位精度（误差小），但实际上，在接收环境恶劣的情况下，这两者是无法同时实现的，所以有时定位模块会为了达到“快速定位成功”的目标，会发布精度尚未达到要求水平的定位数据， 导致所谓的定位漂移。所以定位漂移其实更多地取决于定位模块的策略。

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网络定位的准确性，这里要区分一下，在wifi密集的环境下，可以得到非常准确的定位，基本上可以定位到某个建筑物。但是，在室外没有wifi的情况下，如果单纯依靠基站定位，就会有很大的偏差，通常偏差几百米，最多偏差一两公里。因此，网络定位只能用于定位，不能用于户外导航。

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v 花絮 3 手机平板（iPad或其他安卓平板）可以定位吗？可以用于GPS记录或导航吗？通常手机和平板分为wifi版（不能通话）和3G/4G版（可以通话），所谓wifi版定义了室内使用场景，只要能上网， 可以进行网络定位，一般没有GPS定位模块，不离开wifi环境就无法定位，当然也无法导航。3G/4G版本的平板其实相当于普通的智能手机，一般都自带GPS定位模块，可以像智能手机一样用于户外定位导航。

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三、户外定位要注意什么

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在室外环境下，wifi和运营商网络可能无法使用，室外定位主要依靠卫星定位，哪些因素会影响定位效果：

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1、手机本身的定位性能主要由定位芯片和天线决定。定位芯片无法支持多个卫星导航系统，目前大部分安卓智能手机大多采用高通和联发科芯片组，最近的芯片组基本支持多个卫星导航系统（GPS、北斗、），部分华为机型使用自带芯片不支持北斗，只支持GPS和两个系统（华为想加油！当然，支持多卫星系统的芯片定位性能更好（可以接收的卫星数量更多），但归根结底，还是要看天线和手机的适应性。

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v 花絮4：可以通过户外助手查看手机是否支持多个卫星系统。对于版本，请单击地图右上角的卫星图标

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（不支持北斗的手机）。

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（一款可以支持北斗的手机）。

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2.环境因素，如上所述，卫星定位是通过终端（手机）接收卫星在天空中发出的信号，通过计算得到定位数据。任何遮挡或干扰都会影响星定位的有效性。如几个常见因素：

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1）天气因素，云层较厚时，会影响采星效果;

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2）在较密集的树林中，树木层会影响采星

\n3）紧邻高楼大厦

在城市中，高层建筑除了遮挡部分天空，影响星光汇集外，还会散射信号干扰星光集的定位;

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4）在峡谷或悬崖旁边，它也可以造成与城市高层建筑类似的效果

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5）在一些特殊设施（军事设施）旁边，可能会有干扰;

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6）在特殊区域，一些矿区或磁场异常的地方可能无法接收星星

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7）手机的位置最好放在背包的顶部，如果塞进背包的最内层，也会造成阻塞;

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3、在软件方面，值得一提的是苹果系统和安卓系统的区别（应用软件在定位上能做的事情很少，定位主要取决于底层的定位模块和系统软件）。苹果的系统相对封闭，封装了GPS定位、基站定位和WIFI定位，并没有告诉应用软件它是如何定位的。这种封装有优点，只要给应用软件一个定位权限，就不用担心其他任何事情，但也有缺点，在户外情况下，如果云层厚或森林密布，其他采星环境不好，GPS就无法固定， 而且没有wifi，这个时候只能用基站来定位，有可能定位到一个离得很远的地方。虽然系统会告诉你误差范围，但很多时候这个数据并不准确。【户外助手苹果版在记录轨迹时过滤了误差较大的点】。

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V 琐事5户外助手软件升级不会影响星星收藏，认为升级会导致收星失败或者星星收藏会变差，这是一种错误的看法。如果根本收不到星星，可能是没有给予权限或者GPS没有开机，需要多找找寻星集环境恶化的原因。

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四、如何记录美丽的轨迹

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什么样的轨迹才能称为美丽的轨迹？第一个是完整的，第二个是精致的，第三个是光滑的。首先，细腻流畅，所谓细腻，就是把运动过程的细节记录下来，理论上记录点越密集，越细腻，但是会有很多无用的重复点。点阵的密度可以在户外助手的设置中设置，但除非有特殊要求，否则最好使用默认的录制设置。所谓平滑，就是没有多余的毛刺，想要达到平滑，其实就是我上面说的，手机的定位性能越好越好，接收环境越好越好，我就不重复了。有毛刺或无毛刺的轨迹对比图：\\

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（左图轨迹放大后有明显的毛刺，右图相对平滑）。

\n里程的准确性

计算与轨迹的平滑度有关，轨迹越平滑，总里程越准确，如果轨迹有很多毛刺，总里程会大很多。很多人可能遇到过，同一条路上记录的里程不一样，这时其实可以放大轨迹，看看谁的轨迹更平滑，谁的结果更准确。

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这里的关键点是如何完整地录制，很多用户可能遇到过，录制的轨道中间是直的，这是不完整的。如果要完整记录整个户外过程的轨迹，需要保证两点：一是保证户外辅助程序在整个录制过程中在后台运行，二是保证在整个录制过程中不会关闭GPS定位。

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我们先说说后台操作，因为录制曲目的工作是由户外助手的程序完成的，如果户外助手程序被系统扼杀，自然就无法完成录制的工作。当手机系统资源不足或电池电量不足时，它会杀死所有它认为可以杀死的程序，户外助手可能会被误杀。户外助手误杀后有自启动功能，但需要设置手机才能让户外助手自动启动。另外，有些手机系统在关屏后会直接禁止程序在后台运行，这时需要设置允许户外助手在后台运行。

\n此外，不应关闭GPS定位，许多手机会在电池电量不足时提示用户进入省电模式，因为

一旦用户确认进入省电模式，GPS定位就会关闭，此时，即使户外助手程序仍在后台运行，也无法继续录制。这种情况下，户外助手会有语音播报（如果开启播报）：“GPS关闭，轨迹录影功能将不可用”，听到此提示时需要检查系统是否关闭了GPS定位。为了避免出现GPS关机的情况，一是设置手机，二是在录制曲目时尽量不要使用省电模式（除非确认省电模式，否则GPS定位不会关闭）。

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最后，如何设置一部好的手机？不同的手机有不同的设置方法，可以参考户外助手中的指导：“我”-“设置”-“更多设置”-“设置你的手机”。

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