高科技實(shí)用型-全球GPS接收器

    我熱愛路上的生活，喜歡并向往獨(dú)自行走的日子。同時(shí)，GPS象所有的男人一樣，我對(duì)一切數(shù)碼的裝備也都懷有濃厚興趣。

    GPS走向平民生活已經(jīng)有段時(shí)間了。在現(xiàn)在的中國，我們平民百姓也能心安理得地享受美國政府為全世界人民做的貢獻(xiàn)。除了WAAS系統(tǒng)不能享受之外，其它的倒還令人滿意。WAAS是一種僅僅覆蓋北美的、基于地面站的GPS信號(hào)差分矯正系統(tǒng)，它使得GPS信號(hào)的精度可以達(dá)到0.5-3米。不過，在國內(nèi)，我在地勢(shì)比較寬闊的地方，收到過10顆星，測(cè)量精度達(dá)到過4-5米，也相當(dāng)令人滿意了。

這里，我要說的是怎樣務(wù)實(shí)地使用GPS接收機(jī)。

    目前，市場(chǎng)上的GPS接收機(jī)有很多種，大體上有手持式、車載式、接收頭+PDA等幾種應(yīng)用方式。經(jīng)?？吹皆S多GPS愛好者論壇上大家在熱烈地討論著哪種設(shè)備更好、哪種地圖最有用等等。下面，我從實(shí)際的使用經(jīng)驗(yàn)上，談?wù)凣PS接收機(jī)使用的本質(zhì)。

    如果是車載應(yīng)用，那么情況就相當(dāng)簡(jiǎn)單了。只要你不在乎花錢，車載和PDA兩種應(yīng)用方式都可以。因?yàn)檐囎泳褪且粋€(gè)小的房間，從能源上來說，對(duì)這種小設(shè)備，電源可以說是無窮盡的。使用環(huán)境基本上等同于室內(nèi)（In Door），只要有錢，可以極盡豪華之能事——甚至接上筆記本電腦。但是如果在野外徒步穿越的時(shí)候，我們選擇和使用GPS系統(tǒng)就要考慮很多其他問題了。

    GPS接收器的最根本作用是通過接收衛(wèi)星信號(hào)（通過無線電波多普勒效應(yīng)）計(jì)算出當(dāng)前所在的位置的經(jīng)緯度。接收機(jī)同時(shí)接收到的信號(hào)源越多、信號(hào)源在空域中越分散，定位精度越高。但是光知道自己的經(jīng)緯度有什么用呢？曾經(jīng)發(fā)生過這樣的事情：有徒步旅行的初學(xué)者，攜帶了GPS系統(tǒng)，進(jìn)入了無人區(qū)。以為有了GPS，就萬無一失了。結(jié)果迷路的時(shí)候，一開GPS，信號(hào)倒是真強(qiáng)，機(jī)器給出一對(duì)兒數(shù)字，機(jī)器存的路網(wǎng)詳圖也是一片空白——最近的導(dǎo)航點(diǎn)是蘭州——可不是么？那地方根本沒有路。幾千元的GPS完全失去了參考的價(jià)值。結(jié)果，此人愣是依靠GPS提供的羅盤功能脫離了險(xiǎn)境。從這個(gè)例子我們可以看出，GPS雖然先進(jìn)，但使用不當(dāng)也是毫無作用。上例中的遇險(xiǎn)人員，使用GPS的方法根本上是錯(cuò)誤的——GPS并不能告訴你應(yīng)該往哪里走。

  正確的野外使用GPS接收器的方法是：

    1、應(yīng)該事先對(duì)要進(jìn)入的地區(qū)進(jìn)行充分的調(diào)研?，F(xiàn)在，網(wǎng)絡(luò)如此發(fā)達(dá)，可以使用已經(jīng)有的電子矢量地圖和衛(wèi)星照片對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行研究。前者推薦《全中國電子地圖》（我見過最準(zhǔn)的全國矢量圖！），后者當(dāng)然是《Google Earth》了。還是那句話，從空中看世界作上帝的感覺真好。對(duì)著地圖我們調(diào)研什么呢？首先就是標(biāo)注目標(biāo)地區(qū)周邊的POI（興趣點(diǎn)）的坐標(biāo)，比如一片沙漠或森林等無人地區(qū)周圍最近的居民點(diǎn)、加油站、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村莊甚至公路的轉(zhuǎn)折點(diǎn)、路口等。其次就是通過衛(wèi)星地圖瀏覽目標(biāo)區(qū)域、尋找有顯著特點(diǎn)的標(biāo)志。比如沙漠中的一座小山、戈壁中一個(gè)小湖或是森林中的一片空地。所有的這些，當(dāng)然是多多益善、分布越平均越好。因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn)問題，可以選擇其中最近的點(diǎn)前往。

    2、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。所有這些POI，都要標(biāo)注在不同比例的屏幕截圖上，然后打印出來（最好是衛(wèi)星照片和矢量地圖都有），裝訂成冊(cè)。同時(shí)應(yīng)建立一個(gè)索引頁，列出全部POI的名稱和描述。接下來要做的事情就是把這些POI按照定義好的名稱輸入到GPS中，作為航點(diǎn)保存起來。我建議航點(diǎn)名稱盡量不使用數(shù)字開頭，以防止和臨時(shí)的航點(diǎn)混淆。

    3、電源準(zhǔn)備。一切電子設(shè)備，都是需要電能的。如果你沒有太陽能電池板充電器或者手搖發(fā)電機(jī)之類的發(fā)電設(shè)備，最好還是提前準(zhǔn)備好幾板AA或者AAA電池，這也是最經(jīng)濟(jì)的方式。這就是我為什么一直推薦選擇使用AA或者AAA電池的GPS接收器。因?yàn)槿魏我粋€(gè)小地方的任何一個(gè)小賣部都可以買到這種電池。就算進(jìn)入到無人地區(qū)，按每對(duì)電池連續(xù)使用10-14小時(shí)計(jì)算，帶上20節(jié)電池也會(huì)讓你在吃完所有的食物之后，GPS接收器仍能工作。那些使用可充電電池的設(shè)備，這時(shí)候就相當(dāng)麻煩。盡管容量很大，但是堅(jiān)持10多小時(shí)后，充電就會(huì)是個(gè)大問題。沒了電，有時(shí)候就會(huì)危及生命。

    4、別忘了傳統(tǒng)地圖。很多人以為，有了GPS，就可以丟棄傳統(tǒng)地圖了。事實(shí)絕非如此。首先，目前GPS的內(nèi)置地圖相當(dāng)粗糙且互不兼容。而且它們主要是針對(duì)于城市的。記住，在城市里迷路是死不了人的。GPS電子地圖，尤其是對(duì)沒有路的野外，更是“白茫茫”一片。另外，找到專門針對(duì)某一地區(qū)的GPS專用電子詳圖（比如可可西里保護(hù)站周圍方圓200公里），幾乎是不可能的。因此，傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖，特別是帶經(jīng)緯度的大比例尺、等高線區(qū)域地圖是很重要的。最后是別忘了順便帶上一個(gè)帶量角器的三角板、一只鉛筆或圓規(guī)。(用法稍候說明)

    5、終于上路了，在路上，你獨(dú)自旅行，對(duì)目的地充滿憧憬，欣賞著沿路綺麗的荒漠風(fēng)光。這時(shí)候，別忘了每經(jīng)過一個(gè)標(biāo)志點(diǎn)，就要在GPS接收器上面定義一個(gè)航點(diǎn)——這就是臨時(shí)航點(diǎn)。他們可能是一座廢棄的房子、荒漠中一顆孤零零的樹抑或是所有經(jīng)過岔路的拐點(diǎn)。這些航點(diǎn)都用數(shù)字取名，按照順序存儲(chǔ)。別忘了拿出筆記本（不是電腦?。?，用筆記下來相關(guān)的名稱和說明，如：航點(diǎn)005：亂石山北側(cè)大約15分鐘路程的一條小河上的橋。這樣當(dāng)你尋找回程的時(shí)候，就相當(dāng)簡(jiǎn)單。

    6、關(guān)于航跡。航跡是GPS每隔一段時(shí)間，自動(dòng)記錄的離散的航點(diǎn)組成的軌跡。GPS會(huì)智能的記錄航跡中的點(diǎn)，以節(jié)省空間：當(dāng)高速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，航點(diǎn)就非常稀疏，當(dāng)慢速曲線運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，航點(diǎn)就很密集。我并不主張任何時(shí)刻都記錄航跡。因?yàn)榈谝?，航跡會(huì)占用比較大量的存儲(chǔ)空間；第二，如果沿途臨時(shí)偏離主路，比如看看風(fēng)景、上個(gè)廁所什么的，航跡就會(huì)很混亂。第三，一直開著GPS記錄航跡也是非常費(fèi)電的。那么什么時(shí)候記錄航跡比較好呢？我認(rèn)為，應(yīng)該在地形、路況極其復(fù)雜或者天黑時(shí)在兩點(diǎn)之間開始記錄航跡。比如必須按照指定路線穿過沼澤什么的，走偏了就有陷入流沙的可能。資深徒步旅行者“自由感覺”有一次在西藏阿里地區(qū)的古格遺址旅行，晚上出來觀看日落景象，天黑后便迷失在山谷中。在兩個(gè)指南針都失效的情況下，險(xiǎn)些陷入沼澤泥潭。一般的GPS都可以記錄2000-10000點(diǎn)航點(diǎn)作為航跡，要經(jīng)常保存關(guān)鍵的航跡，以便歸程使用。順便提一句，TrackBack航跡有時(shí)候不很可靠，還是應(yīng)該以人工判斷為主。

    7、如何利用傳統(tǒng)的紙質(zhì)地圖找到自己的位置？一般情況下，按照上面的幾點(diǎn)準(zhǔn)備好，就不會(huì)出現(xiàn)什么太危險(xiǎn)的情況。但是事情總有個(gè)意外！如果你在慌亂中不小心操作失誤而清除了所有航點(diǎn)、航跡，或者倒霉的遇到GPS損壞，而不得不啟用另一個(gè)臺(tái)備份導(dǎo)航設(shè)備的時(shí)候，應(yīng)該怎么辦呢？這時(shí)候，所有的電子記錄的航點(diǎn)都丟失了，GPS只能告訴你一個(gè)當(dāng)前位置的經(jīng)緯度（就像開始那位仁兄一樣）。不要慌張，拿出紙質(zhì)地圖（或者我們出發(fā)前打印的那些帶有標(biāo)注的衛(wèi)星地圖），選擇一個(gè)經(jīng)緯度明確的點(diǎn)，當(dāng)然最好是你在打印紙上面標(biāo)注的POI——如果這個(gè)也沒有，你就只能在紙質(zhì)地圖上找一個(gè)最近的整數(shù)經(jīng)緯度交叉點(diǎn)了。

總而言之，你在圖上找到了一個(gè)已知坐標(biāo)的點(diǎn)。然后啟動(dòng)現(xiàn)在手頭的GPS，手工輸入那個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，定義一個(gè)航點(diǎn)。然后啟動(dòng)GPS的導(dǎo)航功能，目標(biāo)是那個(gè)點(diǎn)。這時(shí)候，一般的GPS接收器會(huì)自動(dòng)計(jì)算出到達(dá)那個(gè)點(diǎn)的直線距離和方位角。注意：方位角一般是以真北方為0度，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的角度。比如，面向北方，西北方向的方位就是270-360度之間（第四象限）的一個(gè)數(shù)字，而東北方向就是0-90度（第一象限）的數(shù)字。跟據(jù)地圖的比例尺，計(jì)算出此地到那個(gè)點(diǎn)的直線距離在地圖上的長(zhǎng)度，一般是厘米單位的數(shù)字。用圓規(guī)以已知點(diǎn)為圓心，畫上半徑是計(jì)算距離這么長(zhǎng)的一個(gè)圈。然后通過這個(gè)已知點(diǎn)作一條垂直線（平行于已知最近的經(jīng)線）。這樣，我們目前的位置就在圓圈上。根據(jù)三角形的內(nèi)角和等于180度的定理，又只知道我們將要運(yùn)算的是一個(gè)直角三角形，根據(jù)已經(jīng)測(cè)得的方位角，無論如何可以得出已知點(diǎn)和經(jīng)線之間的夾角。而我們已知的直線距離是三角形的斜邊，根據(jù)三角函數(shù)公式:

        斜邊 X sin(夾角) = 垂直邊 或 斜邊 X cos(夾角) = 水平邊

計(jì)算出三角形任意一條垂直邊。在地圖上用直尺根據(jù)長(zhǎng)度繪出兩條直角邊，和圓圈相交的點(diǎn)就是你現(xiàn)在所在的位置。只要你的衛(wèi)星信號(hào)誤差不大，地圖比較嚴(yán)肅，這樣計(jì)算一般誤差相當(dāng)小。當(dāng)然，我希望你能夠有一個(gè)計(jì)算三角函數(shù)的計(jì)算器，或者你的手機(jī)里面裝了類似的函數(shù)計(jì)算程序。這樣便在地圖上找到了自己的位置。更簡(jiǎn)單的辦法是：根據(jù)已知點(diǎn)的夾角，直接畫一條直線，和圓相交的點(diǎn)就是當(dāng)前位置。不過，這樣標(biāo)注的誤差大于前面計(jì)算的方法，因?yàn)榱拷瞧鞯慕嵌葴y(cè)量一般不是很準(zhǔn)。

注意，這種方法，地圖的比例尺越大、選取的已知點(diǎn)越近，越準(zhǔn)確——因?yàn)榈厍蚴菆A的。

最后，我的建議是要去無人區(qū)探險(xiǎn)，最好備兩部GPS設(shè)備，有備無患。

    總結(jié)起來，GPS只是一個(gè)工具，關(guān)鍵還是要人來用好它。出外旅行，充分的準(zhǔn)備是很重要的。你會(huì)發(fā)現(xiàn)，上面的GPS用法，連最最簡(jiǎn)單功能的GPS都可以實(shí)現(xiàn)。事實(shí)上，什么彩屏啊、背景地圖啊、存儲(chǔ)卡啊、電磁羅盤氣壓計(jì)啊，當(dāng)真正需要GPS的時(shí)候，除了增加耗電量，基本上都沒了用處。關(guān)鍵還是做好準(zhǔn)備，熟悉GPS功能，這才是最重要的。