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新聞回放：最近，有兩則新聞牽動了億萬網友的心。2月19日，浙江金華浦江縣3名失蹤兒童在經過3天的緊張搜救之后終于被找到。本次搜救，浦江縣經過先后出動近5000人次參與救援，搜尋范圍超過30余平方公里，浙江省公安警務航空隊還派出警用直升機參與搜救。而另一則新聞則沒有那么幸運，3月1日，家住西安市高陵區水榭花都小區的一位女業主，被發現困在停用的電梯內達一個月之久，已經活活餓死在里面。
手機GPS定位，關鍵時刻能救命
雖然浙江這3名失蹤兒童幸運地獲救了,但是為了搜救他們社會各界和警方也耗費了大量的資源和精力。如果我們成年人在野外迷路時，只要手中有手機,懂一點手機GPS定位,即便在沒有手機信號的情況下,也能以最快和最小的代價獲救。而導致西安這位女業主遲遲沒被人發現的原因，可能是由于在她在這個停用的電梯里沒有帶手機，即便帶了也可能由于沒有通信信號而無法求救。由此我們可以看出，手機GPS定位不僅與我們的生活息息相關，而且可能在關鍵時刻救我們自己一命。
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2016-10-17 17:08 上傳
浙江省公安警務航空隊出動警用直升機搜救失蹤兒童
在日常生活中，我們難免會遇到一些意外和突發情況，特別是隨著戶外運動和探險的興起，越來越多的年輕人熱衷于到一些原始未開發的地方探險旅游，而這也增加了各種意外和危險的發生。其實，現在大多數手機都配備了GPS芯片，如果在野外或者黑夜遭遇災難，我們除了跟外界聯絡外，還需要知道自己的準確位置。而GPS最大的好處就在于它是使用衛星定位，即使沒有手機信號也可以正常使用。GPS定位不僅能夠幫助我們主動在陌生的野外快速找到最近的城市、鄉村等有人區域，也能幫助搜救人員通過手機定位知道我們所在的位置。
有時候，生死也許就在一瞬間，當我們平時做好一些基本知識的了解和方法的掌握，也許就能在關鍵時刻救我們自己。為此，我們專門采訪了數據恢復四川省重點實驗室學術委員會副主任、原解放軍某研究所信息安全技術高級工程師王寧老師，請他詳細講解了關于GPS的基本原理和如何通過手機GPS功能自救。
GPS運作原理
GPS是英文Global Positioning System（全球定位系統）的簡稱，起始于1958年美國軍方的一個項目，1964年投入使用。主要目的是為陸海空三大領域提供實時、全天候和全球性的導航服務，并用于情報搜集、核爆監測和應急通訊等一些軍事目的。到1994年，由全球覆蓋率高達98%的24顆衛星構成的GPS衛星系統己布設完成。
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2016-10-17 17:08 上傳
1、4顆衛星確定GPS接收器位置
GPS定位，實際上就是通過四顆已知位置的衛星來確定GPS接收器的位置。
在上圖中，GPS接收器為當前要確定位置的手機，衛星1、2、3、4為本次定位要用到的四顆衛星，它們的當前位置(空間坐標)已知。
實際上，太空中的每一顆GPS衛星都在時刻不停地通過衛星信號向全世界廣播自己的當前位置坐標信息，同時也會附加上該數據包發出時的時間戳（數據包發出的時間）。GPS接收器收到數據包后，用當前時間(這里，手機的時間與GPS同步非常重要)減去時間戳上的時間，就是數據包在空中傳輸所用的時間。傳輸時間乘上衛星無線電波的傳送速度(理想為光速)，就是數據包在空中傳輸的距離，也就是該衛星到GPS接收器的距離了。四顆衛星的距離分別為d1、d2、d3、d4。
2、GPS為什么要4顆衛星才能定位？
根據立體幾何知識，三維空間中，三對[位置,距離]這樣的數據就可以確定一個點了。為什么這里需要四對呢？
理想情況下，的確只需要三顆衛星就可以實現GPS定位了。但是事實上，由于電波速度也會受到空中電離層的影響，因此會有誤差；再有，GPS衛星廣播的自己位置也可能會有誤差，還有其它一些因素也會影響數據的精確度。因此，在GPS接收器定位運算函數中多用了一組數據，正是用來消除或減小誤差，保證定位有效。這也就是GPS為什么必須有四顆衛星才能定位的原因。
如何通過手機GPS自救？
1、通過手機自帶軟件定位
現在大多數智能手機無論是iPhone 手機還是Android 手機都內置了GPS芯片，并且自帶定位功能，在開啟自帶軟件指南針開關后，就可以通過下方的兩個數字“北緯”和“東經”確定自己的GPS坐標。
2、通過下載GPS類APP軟件定位
對于沒有自帶軟件指南針的用戶來說，可以通過下載GPS類的APP軟件如高德地圖、谷歌地圖、百度地圖等。以高德地圖為例，搜索高德地圖“軟件”，里面Android、IOS、Windows phone版本的都有，找到適合自己手機操作版本的軟件，點擊下載，安裝以后就可以實現GPS定位。
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2016-10-17 17:09 上傳
3、通過離線地圖包進行定位
一般的手機GPS定位都需要在線地圖服務，也就是說，需要通過GPRS鏈接到Internet，在線瀏覽地圖數據，并通過手機的GPS定位信號，將位置標注在地圖上，以達到定位的目的。這種定位方式在城市中或者有手機信號的區域內，能夠完成所需要的定位要求。但是在脫離了手機信號覆蓋區域后，這樣的定位功能就沒有什么作用了。另外，即使在有手機信號的區域內，在線的GPS服務也會由于手機費用等問題而失效，因為在線的GPS服務是有流量費用的。這時候我們就需要利用離線地圖進行GPS定位，離線地圖之所以能夠完成不需要聯網的GPS定位功能，是因為地圖數據已經存儲在手機之中了，你只需要使用程序調出數據查看就可以了。
同樣以高德地圖為例，選擇高德離線地圖包（根據個人需要選擇全國地圖或主要城市地圖),你既可以直接在手機上面下載，也可以在電腦上下載離線包，解壓之后放置在autonavi \mini_mapv3 \vmap的目錄就可以使用了。
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2016-10-17 17:09 上傳
注意事項：小心手機實時導航耗電量大
如果出現迷路或者緊急情況，在使用GPS實時導航的時候一定要注意，手機實時導航耗電量大，小心手機會沒電。因為GPS接收器或智能手機的GPS芯片對收到的四顆衛星播放的定位數據進行計算，確定自己的位置坐標，并將定位數據從空間坐標形式轉換成經緯度坐標形式。如果手機在進行實時地圖導航的話，由于位置是在不斷移動的，就需要不間斷地接收GPS衛星的空間坐標和時間戳數據，并且根據這些數據不斷地計算出自己的位置并標識在電子地圖中。這個過程要消耗大量CPU和內存資源，對手機電源的消耗也是非常大的，這樣往往導致手機發熱，手機很快就沒電了。
小結
本文介紹了GPS定位實現的原理以及如何以手機GPS功能實現自救，關于GPS的構成與背景故事，下期將做系統介紹，敬請期待！
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雷達卡
發表于 2016-10-17 17:10:28
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