关于GPS漂移问题的一些看法

关于GPS漂移问题的一些看法。。。

玩GPS也有些年了，经常看到朋友讨论关于漂移的问题，谈一些自己的看法，水平有限，不足之处请多指正。

1、GPS定位的原理

要搞清楚这个问题，首先要从GPS的定位原理讲起，从数学角度来讲，就是空间已知三点的位臵，以及你到这三点的相对距离，求你的位臵，这是立体几何里一个很简单的问题，是GPS的数学原理。对应到实际应用中，已知三点的位臵，就是天上的三颗卫星，因为卫星是按照“星历”精确运行的，所以它在某一时间的位臵我们可以知道，这就满足了数学原理里的第一个解题条件；第二个条件是需要知道你到这三颗卫星的相对距离，卫星发射特定的无线电信号，你的GPS接收机收到这个信号之后来比对时间差，因为无线电的传播速度是已知的，所以通过这个时间差就可以算出你相对于卫星的距离。两个条件都满足了，你的位臵也就出来了。以上只是对于GPS原理的一个简单描述，实际应用还要复杂得多，事实上达到3D定位，至少需要4颗卫星，多出的一颗是用来授时的。有兴趣的朋友可以查阅相关资料来满足你的好奇心。

2、漂移的产生原因

明白了GPS的定位原理，我们就会发现，虽然数学原理是很简单的，但是要通过物理手段实现两个已知条件，是很复杂的事情。首先，卫星在天上飞，谁也不敢保证它能一丝不差的在自己的轨

道上，总会有或多或少的偏差。其次，你的GPS接收机上也不可能安个铯原子钟，无线电波的传播速度每秒大约是30万公里，简单计算一下你就会发现，如果时间误差了0.00001秒，那距离差了多少呢？即使你的时间不会有误差，无线电波在空气中的传播也会受到很多因素的影响，比如天气。以上的影响还不是最主要的，更重要的影响原因是你能收到多少卫星信号。GPS的信号是很微弱的，接收机上那么小一个陶瓷天线，你还指望能有什么太好的效果吗？所以基本上有什么东西阻挡的话，你就会收不到信号，即使你收到了十颗八颗信号很强的卫星，就一定会很准确了吗？非也，假如你正好赶上这十颗卫星都扎成一堆开会，或者排成一条整齐的队伍放学回家，那你惨了。定位是不是精确，卫星的分布位臵也是一个非常重要的影响因素，好的状态是强信号的卫星以等边三角形的状态分布于天窮的3个角落，相对距离尽量的大，不要排列在近似一条直线上，这是由GPS的数学原理决定的。以上所讲的，还都只不可控的技术误差，属于”天灾“的范畴，自古以来，“天灾”是从来离不开“人祸”的，当科技发展的水平已经足够把这些误差降到很低的时候，你还会发现另一个十分尴尬的问题就是：人家压根就不想让你得到这么高的精度。大家知道，民用的GPS和军用的接收频点是不一样的，民用的有扰码，是专门给你捣乱用的！

明白了以上内容，你就会发现，太多的因素影响到了GPS的定位精度，，也就导致了你站在原地不动的时候，每秒钟计算出来

你的坐标位臵都不同，把这些点连成线的时候，你看到的再也不是平滑的运行轨迹，而是另人十分揪心的一团乱麻，这也就是我们平时讨论比较多的漂移。

3、我们如何对待这个问题

通过以上的思考，我们会发现，漂移事实上是不可避免的。

GPS的设备，跟PC机差不多，N（N->∞）多家厂商在做集成，但有能力生产CPU的，就那么几家（SiRF、MTK...）。事实上比PC还要简单一些，主要工作都是主芯片完成的，实力一点的集成商，自己设计线路板，生产相应的模块。山寨一点的就直接采购生产好的工业模块，装上壳子印上logo就去卖了。标准的GPS接收和蓝牙的工业模块都很容易买到，有兴趣的朋友也可以自己攒一台。说以上这些，是为了让大家明白，生产蓝牙GPS模块，事实上是没有什么技术含量的活，只要不是太山寨的厂商，都能保质保量的完成这个任务。跟做包子一样，原料和技术都差不多，不管是狗不理，还是韩包子，虽然味道可能不同，但总归都是外边有皮，里边有馅的。最大的差别就是选择不同的主芯片，比如SiRF或者MTK，这二者的关系有点象Intel和AMD，差别是有的，但都可以用。不同的芯片可能在功耗和算法上有所不同，但实际面对应用层来说，区别是不大的。经常看到有人提某某芯片的接收信号好，其实这个问题就象讨论Intel CPU的电脑和AMD CPU 的电脑哪个安全性更高一样无聊。套用一句俗语叫：老母猪追兔子，那压根就不是它的任务。天线模块才是负责接收信号的，信

号的强弱是一个物理问题，与芯片没有关系，芯片只是负责处理接收到的信号，当然，这里涉及到一个对信号处理的算法问题，科学的算法可以提高信号的辨识度以及减少误差的影响，但并不能真正提高信号接收的物理水平。对信号起到关键作用的是天线，天线的构造分平板式和螺旋式的，也很难说清哪个好哪个坏，不同的技术解决方案，各有优劣，但总体上来讲一寸长、一寸强的原则是没错的，如果你愿意背着一个锅盖大的天线，我想肯定比你现在的效果好得多。

那既然不同厂商的差不多，不同芯片的也差不多，难道说不同的GPS真的就没有什么差别吗？没错，我基本上就是这样认为的。读到这里，可能有人会骂我了，难道没有看到网上N多的对于不同芯片、不同品牌的评测吗？漂移、冷启动、热启动。。。一大堆血淋淋的数据，难道不能说明什么吗？确实可以说明一些问题，比如，作者代理的是哪个厂商的产品，或者哪个厂商给钱多。三百六十行里除了办证的、卖发票的，还有一个行业叫“枪手”，我就亲眼所见一篇文章把两个产品说成天壤之别，结果不幸就是我前面提到的公板OEM，只是壳子不一样。现在枪手的水平已经越来越高了，经常忽悠人于无形，上街裸奔确实可以吸引眼球，但过后不太容易收场，不如慢工出细活，小火文炖，看起来象技术文章，实际上引导你买东西。

当然，我们也看到一些比较中立朋友的评测数据，确实有差别。比如经常说的手持机的漂移就小，我自己也有2台手持机，经过

对比，确实发现漂移要小得多，什么原因呢？有一个成语叫“粉饰太平”，用来说明这个问题最合适不过了。比如一个小煤矿出事死了几十人，当地领导一研究，怎么办呢？让这些人再活过来是不可能的了，但可以让他们消失。于是往上边报的时候几十个就变成几个了，大问题变成小问题了。GPS厂商的工程师们可比这些当地领导聪明多了，所以这种方法多半也想得出来。很多配有失量地图的导航设备，大家会发现我们的轨迹会老老实实的落在道路里边，是它的精度高地图好吗？其实都不是，原因只有一个，在道路外边的点被软件硬生生的“拉”了回来，说好听点叫"校正“。手持机也有这种校正功能，因为是软、硬件一体的，而且应用也很单一，就是徒步行走，所以很容易为这种应用而进行一些软件上的优化，比如，软件侦测到了在很短的时间内发生了一个相对较大距离的位移，那就很可能认为这是计算误差造成的，因为普通的徒步行为不可能达到那么高的速度，当然你失足从山上滚下来除外。对于这种判断为有误差的点，很简单，直接和谐掉，所以，你会看到基本上没有漂移，不是不漂移，而是漂移被和谐掉了。。。这种”和谐“的做法，从主芯片到应用软件，都有这种机制，我们会经常看到在某些应用软件里，让你选择移动方式是徒步、自行车还是汽车，事实上就是为这种”和谐“来选择一种最合适的优化校正方案。

了解了这些情况，我们不难明白，这种和谐的校正并不是万能的，而且是一把双刃剑，有可能把不该和谐的也给和谐掉，还是

小煤窑的例子，实际死了100个，应该报多少呢？这是个问题，而且是个麻烦的问题。报死了1个，没人信，一看就是假的，报死了99个？太多帽子保不住。聪明的领导会寻找一个平衡，即不让报告看起来太假，又可以混得过去。GPS也一样，不同的厂商、不同的软件，优化校正的方法是不一样的，与具体应用和技术思路有关。看到这里大家就明白了，漂移小不能说明精度就高，因为你拿到的是一份和谐过的报告，是有水分的。手持机因为应用明确，软件硬件都是一体的，所以配合好。而蓝牙模块是不管应用的，只是一个信号接收和初步分析的设备，具体你是接到本本上还是手机上，你是徒步还是放在车里用，都是看你爱好，所以不同的软件、芯片、应用，都会有不同的表现，而且也提供了修改相关参数的机制，聪明的你应该学会按自己的需求来调整设备，搞清楚自己想要的是什么，而不是盲目的去比较谁的漂移大。

写到这里已经够长了，该结束了，又没有稿费，再写不划算了。最后只想提醒大家，买到GPS之后，高兴的带着它去玩吧，享受科技给你带来的好心情，不要没事就乐此不疲的去测试各种参数，技术是拿来用的，你又不是去炸拉登，那几米的误差对你来讲有意义吗？