本週的GPS大哉問為大家解答，究竟GPS定位完成，需要多久時間呢？

GPS接收機基本上分成兩種等級，一種是高精度測量級GPS接收機，其次是導航級GPS接收機。測量級GPS所接收的訊號資料較為複雜，而我們日常生活所使用的導航級GPS 接收機，在剛打開電源後，第一次3D定位（計算出平面座標與高度）所需的時間，除了遮蔽與干擾等環境因素外，和GPS接收機是否是處於自動定位（AutoLocate）、冷開機（cold start）、暖開機（warm start）、熱開機（hot start）四種狀態有關。?

1.自動定位：若是一台全新的GPS接收機，或是超過三個月沒有使用，其衛星星曆及衛星軌道資料都已失去時效性，須重新接收和更新每一顆衛星的星曆，這種狀態就必須花費稍微久一點的時間。以目前GPS晶片設計來說，在空曠地點及靜止環境下，約需要60~80秒左右就可到達3D定位。

2.冷開機：若平常都有在使用該GPS接收機，則接收機內的衛星軌道資料都還具有時效性。像每天早上出門都會開機使用，就是冷開機的模式。這種狀態下，在開闊環境中，大約 40秒內就可以3D定位。

3.暖開機：在接收機已經3D定位且持續使用超過30分鐘，若進行關機動作，但在1、2分鐘內馬上再開機，此時抓取衛星訊號與定位計算都可以參考關機前的狀態，約15秒內就能完成定位。

雖然有些衛星因為被遮蔽，或是已運行至低仰角，而導致接收不到它的訊號。但在暖開機的狀態下，天空中可接收的衛星變化機率並不高。不過要注意的是，即使只關機1~2分鐘，也會有變成冷開機的機率存在，需視當時衛星的分佈情形。

4.熱開機：若 GPS 接收機瞬間關閉，但立即再開機，這就像進入隧道般，會被認定是短暫失去衛星訊號而已，且距離上次斷訊前的移動位置也不遠，因此接收機的使用條件並不會有大差異，可延續斷訊前的資訊快速計算。這種狀態約在3秒內就可達3D定位。?

GPS衛星示意圖

GPS定位原理，是由天空中的GPS衛星，將它的軌道運行資料(即所謂衛星星曆Ephemeris)用無線電傳送到地面的各種接收器。我們所使用的GPS接收機，再利用這些資料推估當時天空有那幾顆衛星，優先抓取這些衛星的訊號，並參考三顆以上衛星本身座標，應用三角定位原理，反算出我們所在地的座標值。由此可知，只要常常使用，而且在愈開闊的環境中，定位的時間就會愈短。

這些衛星軌道資料是有時效性的。因為衛星在太空中的運轉速度很快，12小時就繞地球一圈，所以地面控制站就要時常去修正衛星的運轉軌道，否則一偏離可能就會失去這顆人造衛星，或是造成整個系統運作問題。這就是為什麼我們手上的接收機，需要自動去更新衛星星曆。

雖然現在GPS的衛星訊號廣播與接收晶片設計，只需 1 顆衛星，就能推算其它衛星的軌道資料，但實際上還是需要接收更多衛星來修正準確度。因此所能接收到的衛星數越多，解碼出來的位置就愈精確，基本上7~8顆就能達到準確度的需求。

而地形愈開闊、遠離障礙物及干擾源，會讓GPS定位速度愈快。不過其實也毋須太過在意，因為現在的高感度GPS晶片，已經增強訊號接收應用的能力，在我們日常或戶外活動中，使用基本上都沒什麼問題。

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