使用GPS如何在软件和操作层面上实现快速高精度的定位？

GPS系统由三部分组成：空间部分（GPS卫星）、地面监控部分和用户部分。

GPS卫星：可连续向用户播发用于进行导航定位的测距信号和导航电文，接收来自地面监控系统的各种信息和命令以维持正常运转。
地面监控系统：跟踪GPS卫星，确定卫星的运行轨道及卫星钟改正数，进行预报后再按规定格式编制成导航电文，并通过注入站送往卫星。
用户：用GPS接收机测定接收机至GPS卫星的距离，并根据卫星星历给出的观测瞬间卫星在空间的位置等信息求出自己的三维位置、运动速度和钟差等参数。

GPS信号中测距码有两种：C/A码（粗码），P码（精码）。

C/A码的误差在29.3-2.93米。一般的接收机利用C/A码计算定位。（民用GPS信号自身定位精度最优不超过2.94米）

P码的误差为2.93-0.293米，是C/A码的十分之一，但P码只能美国军方使用。

GPS信号中的导航电文：
是GPS卫星向用户播发的一组反映卫星在空间的位置、卫星工作状态、卫星钟修正参数等重要数据的二进制代码，也称数据码（D码），是用户进行GPS导航定位必不可少的数据。

GPS广播星历与历书：

为了缩短GPS卫星锁定时间，GPS接收机需利用历书、当地位置的时间来预报卫星运行状态。历书与星历都是表示卫星运行的参数。

广播星历：定位卫星发播的无线电信号上载有预报一定时间内卫星颗数的电文信息。星历只是当前接收机观测到的卫星的精确位置，用于定位。

卫星历书(Almanac)：可看作卫星星历参数的简化子集。用于计算任意时刻天空中任意卫星的概略位置，用于卫星预报。历书是从导航电文的第四和第五子桢中提取。其每12.5分钟广播1次，寿命为1周，可延长至6个月。

GPS接收条件与环境影响：

截止高度角15度时，任何地点用户在任一时刻可同时观测4-8颗卫星。
截止高度角10度时，最多能同时观测到10颗卫星。
截止高度角5度时，最多能同时观测到10颗卫星。

天气因素：厚度为1厘米以上的水体会完全衰减GPS车载定位系统信号直至不可用；
桥下、室内、树冠、山体都会影响信号传输；
金属体或合金会完全屏蔽卫星信号，塑料或玻璃会轻度减弱信号；

注：GPS测量中，为了屏蔽遮挡物（如建筑物、树木等）及多路径效应的影响所设定的蔽遮高度角。简单而言，接收GPS信号时四周15度仰角以上最好无遮挡物。

GPS定位需要三项信息：

最后一次定位的经纬度和高程（区域值）
短效星历：最后一次定位位置上空卫星的数量和轨迹以及预测的四小时之内这些卫星的位置。
长效星历：最后一次定位位置上空卫星的数量和轨迹以及预测的最近几天内这些卫星的位置。

如何缩短定位时间？

一种是实时更新的星历－通过手机基站。基站是跟AGPS服务器连接的，AGPS服务保存了卫星完整的轨迹资料，基站跟AGPS服务器连接，就可以得到基站所处位置（基站的经纬度都是有记录的）的星历，于是再把这两样数据通过GSM/CDMA等协议发到你的手机（你的手机应该离基站不远）上，实时的更新GPS芯片上的星历，这样GPS定位速度和精度都有很大的提升，哪怕冷启动都很快的定位。到北京，北京的手机基站告诉你北京的星历，到上海，上海的基站告诉你上海的星历，不再担心星历的失效问题。不过实现这一功能需要基站的支持，需要实时的流量，还需要专门的AGPS软件。

另外一种方式－下载长效星历。

前面说到，GPS芯片计算并储存的星历，最多只能推演到4个小时内的。超过四个小时了，GPS就不认识头顶上的卫星了。于是，就存在一种AGPS星历软件，通过INTERNET从AGPS服务器上下载了当前位置（是到GPS芯片中获取“最后一次定位的经纬度"）上空若干天内的卫星数据（长效星历）存放在PDA或手机上。当导航软件通过AGPS驱动端口去调用GPS芯片通信的时候，AGPS驱动就先把当前时间的卫星星历上传到GPS芯片上，帮助GPS芯片锁定卫星。这样就不用担心GPS芯片内星历数据四个小时后失效的问题了，即使冷起GPS，也无需漫长的卫星锁定时间。

但这个长效星历也有一个最大的缺陷。没错，必须有正确的“当前位置”。如果你在北京下了长效星历，然后出差到上海，这星历依然失效。必须先要做一次漫长的“冷起”定位，取得正确的“最后一次定位的经纬度"后，重新下载长效星历，GPS才能恢复快速的定位速度。

推荐两款Android下的GPS定位和下载星历软件：Ulysse Gizmos 、 GPS Status。

如何提高GPS定位精度？

除了尽量选择晴天、相对空旷的地方作业，没定位前别快速移动外，手机及Pad带GPS的设备没什么软件和操作手段提供精度，10米以下定位精度就算很好了。
既然软件层面不能提高精度，则“将定位精度反馈给用户，提高地图精度和要素丰富程度、更快更省电的定位策略、允许用户根据地图手动定位”则是App能做的。

参考文献：

浅谈手机GPS（A-GPS）定位因素原理：http://www.miui.com/article-8-1.html

AGPS定位基本原理浅析：/article/5092577.html