《淺談手機定位原理與離線地圖應用》🌏

《淺談手機定位原理與離線地圖應用》🌏

美國上世紀70年代發射第一顆通訊衛星上太空，開啟了太空通訊時代的來臨。不甘在太空軌道上落後的國家紛紛效法，現今軌道上有四種不同的定位系統👉中國北斗、歐洲伽利略、俄羅斯glonass、其中最廣泛還是美國GPS，也是目前我們台灣所採用的系統（文長慎入）

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1 ▶️首先美國這套gpx定位是依據美國所發射到太空中的24顆衛星所發射的訊號，我們手上的手機晶片可以接受到其訊號，這收發的方式就好像地面的廣播站發出廣播訊號讓我們的收音機可以在一定範圍之內接收到的原理是一樣的。

理論上，經過精密的空間佈置讓手機晶片在地球上的任何一處地方可以同時接收到至少4顆衛星訊號，理論上3顆即可以算出位置，第4顆是在確認與修正將誤差範圍縮短到10公尺以內。這有一套三角定位計算法，在此就不討論這數學式了（有興趣的臉友可以看下面的留言箱👇）。晶片計算出的位置只是在手機螢幕上的一點，標示在地球上某一個點的經緯度而已！

2 ▶️讓這個點或位置產生有意義的地理位置是在這點疊上線上或離線地圖，也可以以疊圖方式同時有線上與離線地圖！如果是登山用的定位，那山上大部份都是無網路的狀況，所以這也是為什麼要下載不用依靠網路也可以顯示的離線地圖，就是這個道理。下載的離線地圖直接存放在手機的應用程式裡頭。

當衛星定位點與離線地圖結合在一起，是不是就知道那個定位點在人文或地理或行政區域的那個位置了。所以離線地圖上的圖資資料也非常重要，光定位準確而離線圖資不精確也是枉然，所以離線魯地圖要常常更新，台灣官方的魯地圖每個禮拜四是固定的更新日期。

3 ▶️所以瞭解到上述的定位點與地圖的關係，我們就知道手機晶片與應用軟體間運作。基本上，整個定位的過程，手機晶片擔負起絕大多數的工作。透過晶片將定位點以點狀的方式顯示在預先就下載到應用程式裡頭的離線地圖，那為何會出現線狀的航跡線？

簡單而言，是設計程式者設計一套程式語言將晶片所計算的位置連成一線與根據離線地圖上的距離與高度做數字統計。最主要的晶片可以說是靈魂角色，程式設計基本上技術含量不高，懂得程式語言的電腦設計師都可以設計。這也可以解釋現有的登山應用軟體如雨後春筍般的出現。

4 ▶️所以統計數字的誤差大小的問題還是牽涉到定位的精準度，定位越精準當然爬升的海拔高度與里程距離誤差就越小。訊號飄移過大就是晶片接收到的訊號受到了地形或氣候或角度的影響，訊號微弱或沒訊號，晶片就無法準確計算所在的位置，軟體就在離線地圖上拉直線或當能計算出位置時以大角度的拉回來表示。不從定位的精準度去著手，再怎麽「教正」是無解。

瞭解到上述的定位原理就知道最主要的工作就是手機晶片負擔了大部份，綠野軟體就是將晶片運算出來的位置做統計與劃線，所以囉，晶片計算誤差越大，統計資料越不準確！

5 ▶️晶片的等級高低也會影響到計算的精準度，有些低階的手機晶片在計算衛星定位的位置誤差就比較大，這方面有其他應用軟體來輔助，聽說蘋果APPLE手機定位就很準。美國軍事用的衛星定位可以精準到誤差5公分內，可以說定位到什麼打什麼。美軍在獵殺伊朗核武專家全程使用衛星定位，那位專家被機槍打爆頭了，旁邊坐著的老婆卻毫髮無傷。這套精準的定位系統目前是看不到美國有要開放的可能性，為了安全的理由只能用在軍事用途上的定位。

現有美國開放給民間登山或導航系統一般來說最大誤差都還是有十公尺左右的誤差，但位階高的晶片或可以使用其他的應用軟體幫晶片鎖緊衛星訊號的能力，還是有辦法將定位精準度縮小到二、三公尺內。當手機晶片接收到的衛星顆數越多、訊號越明確，晶片在計算就越精準、軟體統計的數字越可靠、誤差越小。