GNSS 與 GPS 技術：了解關鍵差異

GNSS 和 GPS 攜手合作以提高準確性和效率。

今天的導航系統已經成為每個人生活中必不可少的一部分。 這些技術廣泛應用於不同行業，以實現更準確的讀數。

現代導航技術不僅有助於理想地測量距離和角度，而且還專門在各個行業中使用這些測量。

測繪行業是最先使用 GPS 技術的行業之一，這種技術更準確、更快，並且需要的人力資源更少。

土方公司經常使用地面控制和無人機來指導工地提高效率和生產力。

雖然衛星導航最初用於軍事應用，但這些技術的用例在當今時代變得越來越大。 它包括跨多個細分市場的私營和公共部門，例如建築、科學等。

你們中的大多數人可能都熟悉 GPS。 它可以讓您在探索一個陌生的地方時花費大量時間。 但是，GNSS 是一個較少使用的術語。

在本文中，我將讓您熟悉 GNSS，並探討 GPS 和 GNSS 之間的區別。 最後，我們將討論哪個更靈活、更可靠、更準確，適合您的用例。

開始了！

什麼是全球導航衛星系統？

GNSS 代表全球導航衛星系統，其中不同的國家運營著許多衛星。 這樣做是為了提供來自太空的信號並將時間和定位數據傳輸到位於地球上的 GNSS 接收器。 接收器進一步使用這些數據來確定您的精確位置。

環繞地球運行的多顆衛星稱為星座； 因此，GNSS 也指衛星星座。 可用於交通、空間站、鐵路、公共交通、公路、海運、航空等。

導航、定位和授時在土地測量、應急響應、採礦、精準農業、金融、執法、科學研究、電信等領域至關重要。 GNSS 的性能可以使用基於區域衛星的增強系統（例如歐洲地球同步導航覆蓋服務 (EGNOS)）來提高。

GNSS 示例：美國的 NAVSTAR GPS、歐洲的伽利略、中國的北斗導航衛星系統和俄羅斯的 Global'naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema (GLONASS)。

EGNOS 通過提供有關信號完整性的數據和糾正信號測量誤差，幫助提高 GPS 信息的可靠性和準確性。 嗯，實際性能是通過四個主要標準來評估的：

• 準確度：它是測量的速度、時間或位置與實際速度、時間或位置之間的差異。
• 連續性：它表示系統是否在沒有任何中斷的情況下運行。
• 完整性：系統在定位數據和警報中提供置信度閾值的能力在這種情況下是完整性。
• 可用性：信號滿足準確性、連續性和完整性標準所需的時間百分比在此上下文中稱為“可用性”。

GNSS 技術至少需要四顆衛星才能通過複雜的三邊測量計算您的位置。 如今，三個部分定義了太空中的衛星。

這些被認為是 GNSS 技術的重要組成部分：

• 空間段：空間段定義了在地球表面上方 20,000 至 37,000 公里之間運行的星座。
• 控制段：控制段是遍布全球的數據上傳站、監控站和主控站的網絡。
• 用戶段：用戶段描述了從衛星接收信號並根據衛星的軌道位置和時間輸出位置的設備。

什麼是全球定位系統？

全球定位系統 (GPS) 是一種無線電導航系統，用於在空中、陸地和海上確定準確的位置、速度、時間等，而不受天氣條件的影響。

GPS最初是由美國國防部於1978年作為原型開發的。 它於 1993 年完全投入使用，整個星座由 24 顆衛星組成。

GPS歸美國政府所有，由美國太空部隊運營。 有了 GPS，不僅軍事官員，而且全世界的商業或民用用戶都從中受益。 儘管美國創建並控制了 GPS，但每個擁有 GPS 接收器的人都可以使用它。

GPS 是一種 GNSS 技術，可為 GPS 接收器提供時間和地理位置數據。 它不需要任何用戶傳輸數據，但可以在任何具有良好互聯網連接的設備上靈活運行。

在技​​術方面，推進新概念是每個人的首要任務。 因此，對現有系統的技術需求導致 GPS 現代化。 它實現了下一代運行控制系統和 GPS block IIIA 衛星。

GPS由三部分組成——衛星、接收器和地面站。 讓我們來看看每個的功能：

• 衛星：它就像星座中的星星一樣發出信號。
• 地面站：它使用雷達來確保衛星處於我們認為的位置。
• 接收器：它是您可以在手機、汽車等中找到的一種設備，它總是從衛星中尋找信號。 此外，它還決定了您離您想了解的位置有多遠。

GNSS 與 GPS：工作

全球導航衛星系統如何工作？

GNSS 的設計和年齡各不相同，但操作是相同的。 衛星在 L 波段發射兩個波，即 L1 和 L2。 這些載波將數據從衛星傳輸到地球。

GNSS 接收器由兩部分組成——一個是天線，另一個是處理單元。 兩個單元的工作原理都很簡單。 天線接收來自衛星的信號，而處理單元感測信號。 它需要至少四顆衛星來收集準確的信息來確定位置。

GNSS 衛星每 11 小時 58 分 2 秒繞地球運行一次。 每顆衛星都能夠傳輸包含穩定時間戳和軌道細節的編碼信號。 這些信號包含接收器需要計算衛星位置並相應調整以實現準確定位的信息。

接收端計算信號接收時間與廣播的時間差，計算出精確距離。 它以高度、經度和緯度的形式給出結果。

GPS如何工作？

GPS 通過三邊測量技術工作，該技術收集來自衛星的信號以向用戶提供輸出位置信息。 環繞地球運行的衛星發送信號，由位於地球表面附近或地球表面上的 GPS 可讀設備讀取和解釋。

GPS 設備必須讀取至少四顆衛星的信號才能準確定位。 每顆衛星每天繞地球兩次，並發送獨特的信號、時間和軌道參數。

由於 GPS 設備會提供與衛星的距離信息，因此單個衛星將無法提供準確的位置。

與 GNSS 星座一樣，GPS 也包括三個部分：空間、控制和用戶。

• 太空部分：太空部分由美國太空部隊運營的 30 多顆在軌衛星組成。 這些衛星可以廣播無線電信號以監測和控制地球上的站。
• 控制部分： GPS 控制部分包括備份、多個監測站、專用地面天線和全球主控。 這可確保 GPS 衛星運行良好並在正確的位置運行。
• 用戶群：用戶群是指所有依靠 GPS 衛星測量位置、導航和時間的人。

GNSS 與 GPS：優點和局限性

全球導航衛星系統的優勢

現在，我們知道了 GNSS 一詞，它涵蓋了來自不同國家的三顆或更多顆衛星，為您提供正確和準確的信息。 以下是 GNSS 的一些好處：

• 所有全球導航系統每時每刻都可用。 如果一個由於大氣條件而無法工作，另一個將以同樣的方式提供幫助。 因此，GNSS 提供了更多的可用性和對接收器信號的訪問。
• 您將獲得準確的時序數據，進一步用於開發高精度的物聯網網絡。
• 由於它是一個衛星星座，它改進了導航解決方案，增強了 TTFF，這意味著 Time to First Fix。
• 它通過向您的設備提供位置準確性來節省金錢和時間。
• 您將在每個位置獲得不間斷的連接，例如廣闊的森林、洞穴、人口稠密的地方等。
• GNSS 接收器會自動從導航列表中刪除故障衛星，為您提供最佳解決方案。

GNSS 的局限性

以下是 GNSS 的一些限制：

• 每次使用 GNSS 系統來支持精確進近時，都需要增強系統。
• 垂直精度超過10米。
• 部署增強系統以滿足可用性、準確性、連續性和完整性要求。
• 它影響飛機運營商、飛行員、空中交通服務、監管人員等。
• 導航的安全性取決於數據庫的準確性。

GPS的優勢

• 使用起來很簡單
• 低成本
• 100% 覆蓋地球
• 由於其準確性，您可以節省燃料
• 您可以使用 GPS 技術查找附近的酒店、加油站、商店等。
• 很容易集成到您的設備中
• 它為您提供可靠的跟踪系統

GPS 的局限性

• GPS 芯片會耗盡設備中的所有電池電量。
• 它不會穿透堅固的牆壁。 這意味著用戶不能在室內或水下使用該技術。
• 精度取決於衛星的信號質量。
• 當衛星數量有限時，位置會發生變化。
• 在地磁風暴或其他大氣條件下，您將無法訪問該位置。
• 土地測量設備需要晴空視野才能接收信號。
• 有時，不准確可能會向您顯示另一個無效的方式或位置。

GNSS 與 GPS：應用

全球導航衛星系統的應用

GNSS 技術最初是在 20 世紀開發的，旨在幫助軍事人員。 隨著時間的推移，該技術可以應用於許多應用：

• 在製造過程中，汽車配備了顯示移動地圖、位置、方向、速度、附近餐館等的 GNSS。
• 空中導航系統使用移動地圖顯示。 它還連接到自動駕駛儀進行路線導航。
• 船舶和船隻使用 GNSS 來定位海洋和湖泊。 它也用於船隻的自動轉向裝置。
• 用於建築、精準農業、採礦等的重型設備使用 GNSS 技術來引導機器。
• 騎自行車的人在巡迴賽和比賽中使用 GNSS。
• 登山者、普通行人和徒步旅行者使用這項技術來了解他們的位置。
• GNSS 技術也可用於視障人士。
• 航天器使用這種技術作為導航工具。

GPS的應用

GPS在全球有許多應用。 讓我們找出其中的一些。

• 航空業使用 GPS 為乘客和飛行員提供飛機的實時位置。
• 海洋工業為船長提供準確的導航應用。
• 農民在他們的農業設備上使用 GPS 接收器。
• 測量
• 軍隊
• 金融服務
• 電信
• 重型車輛引導
• 社交活動
• 定位位置
• 附近地點
• 尋寶
• 獨自旅行

等等。

GNSS 與 GPS：差異

我們都知道 GPS 是幫助查找任何位置、餐廳、地址等的首選工具。 您甚至可以與他人分享您現在或實時的位置。 通過 GPS，我們可以訪問位置，但在信號受到干擾時，您將無法訪問位置或信息。

GNSS 是一個與 GPS 具有類似操作的術語，但即使在干擾期間也可以更靈活、更可靠地訪問這些位置。 它包括 GPS、百度、伽利略、GLONASS 和其他星座系統。 這就是為什麼它被稱為國際多星座衛星系統。 您可以說 GNSS 使用來自不同國家的多個 GPS 衛星來導航準確位置。

讓我們從某些方面深入挖掘這些技術之間的主要區別。

GNSS 提供了更準確的數據，因為它結合了來自不同國家的各種衛星的信息。 另一方面，GPS 是由美國政府控制和維護的特定數據提供者。

結論

GPS 是 GNSS 的一種，它是第一個全球導航衛星系統。 通常，GPS 常用於描述衛星導航系統。 兩者的操作方式相同，但工作方式不同。

GNSS 和 GPS 用於需要精確和連續可用時間和位置信息的多個領域，例如交通運輸、海上導航、移動通信、農業、田徑等等。

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