GPS手表的工作原理

全球定位系统(GPS)它的起源可以追溯到航天飞行的诞生;在美国科学家争相追踪的过程中，它背后的原理得到了统一人造卫星1957年10月，苏联将这颗卫星送入轨道。来自约翰霍普金斯大学应用物理实验室的研究人员。威廉·吉尔和乔治·威芬巴赫发现，他们可以根据多普勒效应追踪早期卫星的位置:移动中的卫星在接近或离开接收站时发出的信号似乎会发生扭曲。通过测量扭曲的性质和严重程度，人们可以计算出卫星轨道的方向。乐动体育网站5.0

APL公司研究员弗兰克·麦克卢尔(Frank McClure)建议，跟踪系统也可以反过来工作:通过跟踪一个精确已知轨道的卫星，并评估其信号中的多普勒频移，地面上的人可以在任何他可以接收到信号的地方确定自己的位置。乐动体育网站5.0美国海军将该系统扩展为海军导航卫星系统，到1964年，该系统已开始积极为舰船导航。(有关GPS历史的更多信息，请参阅我们的文章GPS接收器工作原理．)

军方资助的研究一直持续到20世纪70年代和80年代，当时科学家们试图提高卫星导航的信号精度、可靠性和速度。乐动-软件技术从跟踪多普勒频移转向使用三角测量和信号定时:信号到达接收器所需的时间越长，信号发出时卫星距离接收器的距离就越远。到20世纪80年代，美国政府开始允许广泛的平民使用GPS技术，GPS已成为美国军方及其盟友的可靠工具。乐动-软件帕金森]。

早期的民用GPS设备又大又重，限制了它们对移动用户的实用性。但它们有一个更严重的缺陷:它们并不那么准确。为了防止敌人获取导航信号，美军使用了抖动:故意干扰未经授权的用户无法解码的卫星授时信号。这将民用GPS的精度限制在300英尺(100米)左右。直到2000年，美国政府终于消除了这种犹豫，使精确的民用导航成为可能。GPS后来成为了一个有用的工具，任何人都需要知道他们在哪里，他们的速度有多快，或者如何到达他们想去的地方[来源:帕金森；Navigon]。

这就解决了精度问题，但GPS设备制造商是如何制造出合理便携尺寸的产品的呢?

无抖动GPS技术的出现恰逢电子产品小型化的革命——想想现代人乐动-软件有多落后笔记本电脑比你1996年用的那个还重。GPS开发人员接受了诸如表面贴装技术乐动-软件（SMT在这种方法中，微型元件直接焊接到电路板上(而不是使用导线进行连接)，以及机器人组装，有助于将GPS接收器核心的定时和信号处理芯片缩小为微型元件。乐动体育网站5.0今天，它们几乎太小了，不放大就看不清楚[来源:普尔]。

研究人员进一步缩小了GPS单元分形几何——包括由重复的、可扩展的模式组成的形状——来设计强大的接收天线，这些天线实际上折叠成微小的空间。这个重要的(曾经笨重的)部件GPS接收器包装变得足够小，可以藏在智能手机的超薄外壳或手表内部[来源:Rusu和Baican;Mikkola]。

最初的GPS手表基本上是手持GPS设备的小型版本，长约2至3英寸(约50至75毫米)，宽约1英寸(约25毫米)，配有腕带。尽管它们确实比21世纪初的大多数GPS设备更小更轻，但对于许多运动员来说，它们仍然足够大，以至于带着它跑很长一段距离——更不用说在锻炼后带着它去咖啡店了——比它值得的麻烦更多[来源:Wollman]。

依赖于知道自己相对于目标的位置的运动，如高尔夫球，在这个小型化过程的早期就采用了GPS。乐动体育网站5.0例如，著名的高尔夫冠军和球场设计师格雷格·诺曼在2002年成为高尔夫相关GPS产品生产商Inforetech的顾问[来源:GPS Industries]。乐动-软件但总的来说，消费者开始大规模采用GPS手表需要两个技术步骤。乐动-软件

GPS手表要真正变得有用(并因此具有市场价值)，首先必须变得像手表一样。这一点终于在2010年左右达到，截至2012年，你可以买到一块与市场上任何其他时尚手乐动体育网站5.0表一样大小、形状和一般风格的GPS手表。一些型号，比如2012年2月发布的13毫米(0.51英寸)厚的原型机爱普生，实际上比许多非gps运动手表要小[来源:塔克]。

然而，小尺寸并不意味着功能少，这就是GPS手表真正成为有用的训练工具的原因。乐动体育网站5.0在任何时候都能准确地知道自己所处的位置是很好的，但除非你在一个偏僻的地方，或者试图在一个未知的球道中间选择一个球杆，否则这种应用是有限的。GPS手表制造商看到了这一点，通过添加自行车电脑、计步器和心率监乐动体育网站5.0测器等其他运动设备的功能，扩大了产品的通用性。

许多GPS手表可以通过无线信号与其他设备同步，比如一个小型节能系统ANT+。乐动体育网站5.0这些额外的设备经常测量生物识别技术:身体系统的测量，如心率，运动员可以用它来衡量他们的锻炼强度。与GPS手表配套的其他传感器可能包括安装在鞋上的节奏监控器，它可以跟踪跑步者的步幅，以及安装在自行车上的传感器，它可以检测车轮速度和骑手通过踏板施加的力。这些手表附带的电脑软件可以让用户通过无线方式或通过微处理器下载手表收集的一系列锻炼数据USB端口．通过在手表中输入身高、体重和年龄等基本信息，精通技术的运动员就可以拥有一个精确的运动专用工具，即21世纪版的运动员训练日记。乐动-软件乐动体育网站5.0

定位和生物特征数据的结合是GPS手表物有所值的关键所在。但就像在许多技术设备场景中一样乐动-软件，它很容易被可用的选项所淹没。GPS手表的价格各不相同，但2012年初各种型号的价格从100美元到400多美元不等，这仍然是一笔不小的开支。如何选择最适合自己需要的GPS手表呢?

如果你想在激流中航行，你就不会买帆船了。同样的道理，在你把血汗钱花在GPS手表上之前，你要确保它能满足你的预期需求。你是只在一项运动中使用这款手表，还是想要一款在多种运动中都有用的手表?你更关心的是拥有可以下载到电脑上并随时间跟踪的数据，还是更喜欢在现场需要时提供信息的设备?你是否去过迷路可能会很危险的地方，或者你的活动会让你在标记清晰的小径和道路上行走?你对这些问题的回答将缩小你对手表的选择范围。

以最后一个问题为例:如果你是一个狂热的徒步旅行者或越野滑雪者，喜欢在偏僻的地方漫步，那么拥有一个带有移动地图显示的GPS手表肯定会很有帮助，它会显示你与其他航路点的相对位置。这种手表的代价是尺寸:如果你主要想要一款轻便而光滑的手表来记录下一次马拉松比赛的分秒，那么显示地图细节所必需的更大的显示屏意味着这种类型的手表可能对你来说太笨重了。同样，滑雪者或山乐动体育网站5.0地自行车手等喜欢艰苦运动的运动员可能希望避免使用触摸屏界面的手表，把光滑、无按钮的外观换成即使意外被树枝砸到也无法重新校准的手表。另一方面，跑步者可能会发现触摸屏非常适合快速检查数据。

GPS手表制造商在他们的网站上列出了各自型号的功能，让你可以快速、简单地比较整个市场的功能和价格。不过，当你缩小搜索范围时，它有助于你获得一个真实的视角。和当地自行车店、跑步店或徒步旅行用品店的人谈谈，不要害怕纠缠朋友关于他们的GPS手表。乐动体育网站5.0你将得到第一手的提示和现实生活中的评论，让你做好充分的准备，做出正确的购买，以补充你所选择的活动。

基本的好处全球定位系统(GPS)如果你喜欢野外徒步旅行、海上皮划艇或狩猎等户外冒险活动，功能是明确的;这些小电脑都是为你量身定做的，可以帮助你进入荒野，并以更低的风险返回。只要记得带上地图和指南针，并知道如何使用它们;乐动体育网站5.0冒险传说中到处都是GPS电池在最坏的时刻耗尽的故事。

以运动和健身为目标的用户还可以使用寻路功能来尝试新的跑步路线或在旅行时进行训练。但这只是你用这个高科技训练工具能做的事情的表面。乐动-软件

GPS手表可以精确地测量你的表现，这曾经是研究人员和专业运动员才能做到的。知道你跑完半程马拉松花了多长时间固然好，但GPS手表可以告诉你在13.1英里(21.1公里)的赛程中你跑得最快和最慢的确切位置。通过这些设备的标准数据下载功能，您可以比较每次运行以了解性能趋势。也许你会注意到在10英里后你失去了太多的时间，或者你爬坡的速度不如去年在同样的赛道上。

一旦你发现了这些弱点，GPS手表的综合功能可以给你实时反馈，让你的训练更具体、更有效。例如，许多自行车运动员在季前赛的前一段时间，通过长期稳定的努力来增强心血管力量。这有助于为今年晚些时候的冲刺和山地训练打下基础。通过感知努力(你在锻炼过程中的感觉)来追踪“中等速度”，充其量是一个可变的衡量标准。不过，你可以装备一个GPS手表，它可以读取心率监测器、节奏传感器和轮速传感器的数据，这样你就可以对每一英里的骑行进行微调，使你的努力保持在一个精确的速度、心率和时间范围内。乐动体育网站5.0

这种特殊训练的结果可能是戏剧性的。如果你时间紧张，现在你可以充分利用锻炼的每一分钟。这样你就不用花那么多时间去担心运动、家庭和工作之间的平衡了。当比赛日到来的时候，你就会确切地知道自己能有多努力，无论是在赛马场、小路还是赛道上。这项技术将帮助你乐动-软件更聪明地训练，而不仅仅是加大训练难度。