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GPS使用指南
 2007-9-25 14:26:48     root  【打印】  【关闭
GPS作为野外定位的最佳工具,在户外运动中有广泛的应用,在国内也可以越来越经常地看见有人使用了。GPS不象电视或收音机,打开就能用,它更象一架相机,你需要有一定的技巧。

 现在我来谈一下我的一些GPS使用办法和经验,希望其他朋友能继续补充。
 首先大家要弄清使用GPS时常碰到的一些术语:
 1.坐标(coordinate)
 有2维、3维两种坐标表示,当GPS能够收到4颗及以上卫星的信号时,它能计算出本地的3微坐标:经度、纬度、高度,若只能收到3颗卫星的信号,它只能计算出2维坐标:精度和纬度,这时它可能还会显示高度数据,但这数据是无效的。大部分GPS不仅能以经/纬度(Lat/Long)的方式,显示坐标,而且还可以用UTM(Universal Transverse Mercator)等坐标系统显示坐标但我们一般还是使用LAT/LONG系统,这主要是由你所使用的地图的坐标系统决定的。坐标的精度在Selective Availability(美国防部为减小GPS精确度而实施的一种措施)打开时,GPS的水平精度在100-50米之间,视接受到卫星信号的多少和强弱而定,若根据GPS的指示,说你已经到达,那么四周看看,应该在大约一个足球场大小的面积内发现你的目标的。在SA关闭时(目前是很少见的,但美政府计划将来取消SA),精度能达到15米左右(GPS性能介绍上说的精度都给的是no  SA值,唬人的)。高度的精确性由于系统结构的原因,更差些。经纬度的显示方式一般都可以根据自己的爱好选择,一般有"hddd.ddddd","hddd*mm.mmm"","hddd*mm"ss.s"""(其中的“*”代表“度”,以下同)地球子午线长是39940.67公里,纬度改变一度合110.94公里,一分合1.849公里,一秒合30.8米,赤道圈是40075.36公里,北京地区纬在北纬40度左右,纬度圈长为40075*sin(90-40),此地经度一度合276公里,一分合1.42公里一秒合23.69米,你可以选定某个显示方式,并把各位数字改变一对应地面移动多少米记住,这样能在经纬度和实际里程间建立个大概的对应。大部分GPS都有计算两点距离的功能,可给出两个坐标间的精确距离。高度的显示会有英制和公制两种方式,进GPS的SETUP页面,设置成公制,这样在其他象速度、距离等的显示也都会成公制的了。
 2.路标(Landmark or Waypoint)
 GPS内存中保存的一个点的坐标值。在有GPS信号时,按一下"MARK"键,就会把当前点记成一个路标,它有个默认的一般是象"LMK04"之类的名字,你可以修改成一个易认的名字(字母用上下箭头输入),还可以给它选定一个图标。路标是GPS数据核心,它是构成“路线”(见3)的基础。标记路标是GPS主要功能之一,但是你也可以从地图上读出一个地点的坐标,手工或通过计算机接口输入GPS,成为一个路标。一个路标可以将来用于GOTO功能(见5)的目标,也可以选进一条路线Route,见3.)作为一个支点。一般GPS能记录500个或以上的路标。

 3.路线(ROUTE)
 路线是GPS内存中存储的一组数据,包括一个起点和一个终点的坐标,还可以包括若干中间点的坐标,每两个坐标点之间的线段叫一条"腿"(leg)。常见GPS能存储20条线路,每条线路30条"腿"。各坐标点可以从现有路标中选择,或是手工/计算机输入数值,输入的路点同时做为一个路标(Waypoint/Landmark)保存。实际上一条路线的所有点都是对某个路标的引用,比如你在路标菜单下改变一个路标的名字或坐标,如果某条路线使用了它,你会发现这条线路也发生了同样的变化。可以有一条路线是"活跃"(Activity)的。“活跃”路线的路点是导向(见5)功能的目标。
 4.前进方向(Heading)
 GPS没有指北针的功能,静止不动时它是不知道方向的。但是一旦动了起来,它就能知道自己的运动方向。GPS每隔一秒更新一次当前地点信息,每一点的坐标和上一点的坐标一比较,就可以知道前进的方向,请注意这并不是GPS头指的方向,它老人家是不知道自己的脑袋和运动路线是成多少度角的。不同GPS关于前进方向的算法是不同的,基本上是最近若干秒的前进方向,所以除非你已经走了一段并仍然在走直线,否则前进方向是不准确的,尤其是在拐弯的时候你会看到数值在变个不停。方向的是以多少度显示的,这个度数是手表表盘朝上,12点指向北方,顺时针转的角度。有很多GPS还可以用指向罗盘和标尺的方式来显示这个角度。一般同时还显示前进平均速度,也是根据最近一段的位移和时间计算的。

 5.导向(Bearing)
 导向功能在以下条件下起作用:
 1.)以设定"走向"(GOTO)目标。"走向"目标的设定可以按"GOTO"键,然后从列表中选择一个路标。以后"导向"功能将导向此路标。
 2.)目前有活跃路线(Activity route)。活跃路线一般在设置->路线菜单下设定。如果目前有活动路线,那么"导向"的点是路线中第一个路点,每到达一个路点后,自动指到下一个路点。
 在"导向"页面上部都会标有当前导向路点名称("ROUTE"里的点也是有名称的)。它是根据当前位置,计算出导向目标对你的方向角,以与"前进方向"相同的角度值显示。同时显示离目标的距离等信息。读出导向方向,按此方向前进即可走到目的地。有些GPS把前进方向和导向功能结合起来,只要用GPS的头指向前进方向,就会有一个指针箭头指向前进方向和目标方向的偏角,跟着这个箭头就能找到目标。
 6.日出日落时间(Sun set/raise time)
 大多数GPS能够显示当地的日出、日落时间,这在计划出发/宿营时间时是有用的。这个时间是GPS根据当地经度和日期计算得到的,是指平原地区的日出、日落时间,在山区因为有山脊遮挡,日照时间根据情况要早晚各少半个小时以上。GPS的时间是从卫星信号得到的格林尼制时间,在设置(setup)菜单里可以设置本地的时间偏移,对中国来说,应设+8小时,此值只与时间的显示有关。
 7.足迹线(Plot trail)
 GPS每秒更新一次坐标信息,所以可以记载自己的运动轨迹。一般GPS能记录1024个以上足迹点,在一个专用页面上,以可调比例尺显示移动轨迹。足迹点的采样有自动和定时两种方式自动采样由GPS自动决定足迹点的采样方式,一般是只记录方向转折点,长距离直线行走时不记点;定时采样可以规定采样时间间隔,比如30秒、一分钟、5分钟或其他时间,每隔这么长时间记一个足迹点。在足迹线页面上可以清楚地看到自己足迹的水平投影。你可以开始记录、停止记录、设置方式或清空足迹线。“足迹”线上的点都没有名字,不能单独引用,查看其坐标,主要用来画路线图(计算机下载路线?)和“回溯”功能。很多GPS有一种叫做“回溯”(Trace  back)的功能,使用此功能时,它会把足迹线转化为一条“路线”(ROUTE),路点的选择是由GPS内部程序完成的一般是选用足迹线上大的转折点。同时把此路线激活为活动路线,用户即可按导向功能原路返回。要注意的是回溯功能一般会把回溯路线放进某一默认路线(比如route0)中,看你GPS的说明书,使用前要先检查此线路是否已有数据,若有,要先用拷贝功能复制到另一条空线路中去,以免覆盖。回溯路线上的各路点用系统默认的临时名字如"T001"之类,有的GPS定第二条回溯路线时会重用这些名字,这时即使你已经把旧的路线做了拷贝,由于路点引用的名字被重用了,所以路线也会改变,不是原来那条回溯路线了。请查看你GPS的使用说明书,并试用以明确你的情况。有必要的话,对于需要长期保存的TraceBack路线,要拷贝到空闲路线,并重命名所有路点名字。
 然后介绍一下GPS的主要使用方法:
 GPS比较费电池,多数GPS使用四节碱性电池一直开机可用20-30小时,说明书上的时间并不是很准确的,长时间使用时要注意携带备用电池。大部分GPS有永久的备用电池,它可以在没有电池时保证内存中的各种数据不会丢失。由于GPS在静止时没有方向指示功能,所以同时带上一个小巧的指北针是有用的。标记路标时,GPS提供一个默认的路标名,比如LMK001之类,难于记忆,虽可改成一个比较好记一些的名字,但一是输入不便,用上下箭头选字母很费劲,二是一般只能起很短的英文名字,比如6或9个字母,仍然不好记,同时再带上一个小的录音机/采访机随时记录,是个不错的主意。
 1.有地图使用
 GPS与详细地图配合使用时有最好的效果,但是国内大比例尺地图十分难得,GPS使用效果受到一定限制。“万一”你有目的地附近的精确地图,则可以预先规划线路,先做地图上规划,制定行程计划,可以按照线路的复杂情况和里程,建立一条或多条线路(ROUTE),读出路线特征点的坐标,输入GPS建立线路的各条“腿”(legs),并把一些单独的标志点作为路标(Landmark/Waypoint)输入GPS。GPS手工输入数据,是一项相当烦琐的事情,请想一下,每个路标就要输入名字、坐标等20多个字母数字,每个字母数字要按最多到十几次箭头才能出来,哈哈,这就是有人舍得花很多钱来买接线和软件,用计算机来上载/下载数据的原因。带上地图!行进时用一是利用GPS确定自己在地图上的位置,二是按照导向功能指示的目标方向,配合地图找路向目标前进。同时一定要记录各规划点的实际坐标,最好再针对每条规划线路建立另一条实际线路,即可作为原路返回时使用,又可回来后作为实际路线资料保存,供后人使用。
 2.无图使用这是更为常见的使用方式。
 1.)使用路点定点:常用于确定岩壁坐标、探洞时确定洞口坐标或其他象线路起点、转折、宿营点的坐标。用法简单,MARK一个坐标就行了。
 找点:所要找的地点坐标必须已经以路标(landmark/waypoint)的形式存在于GPS的内存中,可以是你以前MARK的点或者是从以前去过的朋友那里得到的数据,手工/计算机上载成的路标数据。按GOTO键,从列表中选择你的目的路标,然后转到“导向”页面,上面会显示你离目标的距离、速度、目标方向角等数据,按方向角即可。
 2.)使用路线输入路线:若能找到以前去过的朋友记录的路线信息,把它们输入GPS形成线路,或者(常见于原路返回)把以前记录的路标编辑成一条线路。
 路线导向:把某条路线激活,按照和“找点”相同的方式,“导向”页会引导你走向路线的第一个点,一旦到达,目标点会自动更换为下一路点,“导向”页引导你走向路线的第二个点…若你偏离了路线,越过了某些中间点,一旦你再回到路线上来,“导向目标”会跳过你所绕过的那些点,定为线路上你当前位置对应的下一个点。
 3.)回溯回溯功能实际是输入线路(route)的一种特殊方法,它在原路返回时十分好使。但有些注意事项,见“7.足迹线”
 说一下我喜欢的使用方式:
 首先我把坐标显示格式设为"hddd.ddddd"形式,这样经度最低位数字变1,对应东西向移动了0.85米,纬度最低数字变1,对应南北方向移动了1.1米。另外对于携带一个采访机,标记路标后不改变其默认名字,而是录音记录这个路点名字、时间和地点描述。在一条路线的起始处标记一个路点,清空以前标记的“足迹点”,设置“足迹线”记录方式为自动,一直开机,在路线转折处、有明显地面标志处及其他需要标记处标记(MARK)路标(Waypoint),并做录音说明。一直到达营地,标记营地,把用“回溯”功能把当日“足迹线”存成一条线路,并把此线路做拷贝,更名(Rename)所涉及的个路点,以免此路线被下次“回溯”冲掉,如果并不原路往回返,取消“回溯”路线的被激活状态(回溯路线自动被激活)。再把“足迹点”的形状抄到纸上,关机。第二天出发时,仍然按前一天出发时一样操作。如果是沿原路返回,那么激活前一天设的回溯路线,并结合沿途定的路标点,使用导向功能返回。行程结束,回到城里后,根据录音,把GPS记载的数据整理成线路描述文件保存,以后别人就可以使用这组数据走这条线路了。

 由于国内大比例尺不宜得到,所以朋友们每次出去玩希望都能带一组正确数据回来,有地图时整理一套地图+实测路线坐标,没地图时整理一套线路描述+实测坐标,发到网上,逐渐积攒起来,形成咱们自己的地理数据库,以后再有朋友走这条线路就可以免除雇向导和迷路之苦了!

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