无线电业余爱好者：解锁GPS的潜力

无线电是我的业余爱好。我的白天工作是在一个非常繁忙的商业机场工作，负责GPS基础的高精度导航和定位系统。这是一项引人入胜的工作，经常让我接触到GPS基础开发的前沿。GPS和整个全球导航卫星系统（GNSS*）基础设施从根本上改变了我们对位置和导航的看法，直接挽救了数百条生命。这不仅是自系统推出以来的事情，而且每年都有发生。

GPS接收器技术每年都在变得更小、更便宜、更精确和更可靠。GPS技术正变得无处不在，已经嵌入到许多系统中，许多消费者甚至都不知道。我经常开玩笑说，在不久的将来，我们将拥有支持GPS的烤面包机，我只是半开玩笑。GPS接收器无处不在——在您的智能手机和平板电脑中，在您的汽车中，在飞机和船只中，在潜水艇的潜望镜中，在紧急救援追踪器上，在灰熊的颈圈上，在自动驾驶汽车上，在手机基站上，在假释犯的脚踝上，以及在士兵的背部，以便可以在战场上跟踪他们。

越来越多的GPS接收器正在进入业余无线电便携式收发机，但集成仍然只是一半成品。GPS接收器越来越多地进入这些收音机，仅作为数字操作模式的附属部分。像Icom ID-51Plus、Kenwood TH-D72和74以及Yaesu FT2DR这样的收音机都内置了GPS接收器，以支持D-STAR、APRS或System Fusion。这些模式利用GPS提供位置信息作为数字信号的一部分。除此之外，您当然可以在整体收音机功能集的一部分中访问GPS状态屏幕，并且大多数收音机都具有基本的航点记录和导航功能，但这些功能都没有超越20年前基本的Garmin或Magellan单位提供的功能。

继续这种“停留在90年代”的主题，我使用过的收发机（ID-51和两台Kenwood）对于图形基准和坐标系统都提供了非常有限的选择。对于基准，许多收发机只提供两个选项——东京基准和WGS84。东京基准反映了原产国。WGS84是全球基准，也是GPS系统的“本机”基准。WGS84是一个相当好的基准，无论在全球的任何地方都能很好地工作（或者根据您的观点，工作得很差）。但缺乏坐标系统选项才真正阻止了这些收发机作为通用GPS设备。坐标系统建立在基准之上，它提供了x、y位置值（纬度/经度、东距/北距等）。

许多业余无线电操作员之所以加入这个爱好，是因为他们对紧急响应方面的兴趣。当灾难发生时，他们免费提供他们的通信培训、专业知识和设备。许多人被派往偏远地区或成为移动应急小组的一部分，并被要求提供包括位置组件的定期更新。

其他业余无线电爱好者只是喜欢户外活动，并认为业余无线电是他们徒步和背包旅行活动的理想附属品。同样，这种活动也涉及到位置方面的问题，大多数户外运动爱好者都携带GPS接收器作为他们的户外装备的一部分。

在这两种情况下，支持GPS的便携式收发机可以充当通用GPS设备，但这些收发机中的GPS接口与用户背道而驰。在这些收发机中，提供的唯一两个坐标系统是纬度/经度和Maidenhead网格。对于业余无线电而言是很好的，但对于一般位置识别来说不太理想。首先，除了业余无线电操作员之外，没有人使用Maidenhead网格。它非常适用于向其他业余无线电爱好者标识您的位置，但仅此而已。其次，通过语音通信传递纬度和经度坐标是困难的，容易出错。有多种纬度和经度格式——度/分/秒、度/十进制分、十进制度——以及有关经度（+/-或东/西）和纬度（+/-或北/南）的各种呼叫方式。很容易混淆并错误呼叫数字。

美国军队和北约在20世纪40年代末认识到了这个问题，并提出了全球军事网格参考系统（MGRS）。它通过为地球上的每个位置提供一组独特的网格区域标识符和坐标，精确到单个平方米，简化了位置识别。MGRS已经不断更新，现在基于WGS84基准以提高全球准确性。20多年前，GPS接收器制造商找到了如何将MGRS功能编程到他们的产品中的方法，自2000年以来几乎每台接收器都包括MGRS作为一个坐标系统选项。

我理解在民用业余无线电中使用标题为“军事网格参考系统”的坐标系统可能存在政治敏感性，特别是针对全球市场的无线电。但美国是业余无线电的最大市场，制造商已经按照当地或地区的频段规划制造市场特定的产品。对于在北美销售的产品，制造商应该很容易决定包括一个特定于美国的坐标系统读数。

但我们可以让他们更容易做决定。在美国，我们的应急响应、搜索和救援以及其他公共服务已经采用了MGRS的变种，称为美国国家网格（US National Grid）。美国国家网格（USNG）只是基于1983年的北美基准的MGRS系统的一个版本。它已被规定为地方、州和联邦应急响应机构的强制使用标准。在过去的至少五年里，美国地质调查局生产的所有标准地形图上都有美国国家网格（USNG）的标注。在美国销售的大多数GPS接收器都提供USNG作为坐标系统选项，各种智能手机导航应用程序也提供USNG读数。将纬度/经度转化为USNG的代码是开源的，市场上有许多有深厚经验的开发人员可以将USNG读数集成到各种应用程序中。对于Icom、Yaesu和Kenwood来说，他们应该很容易引入一些编程专业知识，改进其GPS功能，并提供更好的通用GPS接口选项，这应该是一个“不费吹灰之力”的决定。

改进后的GPS界面应该提供什么？让我们从简单的一键（或按钮按下）访问GPS窗口开始，该窗口应包括：

• 一个大、清晰且易于阅读的主显示屏，以用户可选择的格式显示当前位置（例如USNG、纬度/经度、UTM、Maidenhead等）。

• 一个显示第二用户可选择格式的位置的子显示屏。

• 无线电台当前调谐到的频率或中继台ID。

• 从这个顶部页面，快速导航到子页面，显示航点列表、到所选航点的距离和方向、易于使用的航点管理屏幕以及GPS/GNSS卫星状态屏幕。这在当前的无线电中使用的GPS接收器和CPU中非常容易实现。今天最大的限制是屏幕尺寸和分辨率。

从顶部GPS菜单页面键入以进行传输时，主要位置ID（USNG、纬度/经度等）保留在显示中，以便操作员可以快速轻松地读取自己的位置信息并传给其他站点。

是的，我知道D-STAR、System Fusion和APRS可以传递位置信息，这是它们功能的核心部分。问题在于，除非您在使用数字简单对讲，否则这些系统都具有重的基础设施依赖性。D-Star和System Fusion要求您连接到与系统兼容的中继台，而APRS要求您能够连接到中继台。那么，对讲对讲呢？这是可行的 - 所有这些模式都支持某种程度的数字简单对讲操作。然而，很少有业余爱好者在VHF和UHF频段上进行语音对讲。期望他们在紧急情况下能够配置他们的无线电进行数字简单对讲可能有点勉强。

我的论点是要求在数字和非数字无线电中嵌入GPS接口。在当今这个时代，为什么GPS技术只能限制在数字模式应用中呢？现在是将模拟业余无线电与GPS结合的时候了。使用案例已经得到了充分的验证，而技术也是成熟且易于实现的。这是有道理的。

所以，Icom、Kenwood和Yaesu，请为我们提供一款坚固、防水和抗震的双接收模拟手持机，配备适当集成的GPS功能。当你们这样做时，我将准备好在HRO（Ham Radio Outlet，美国一家业余无线电设备供应商）现金付款，我相信我不会是唯一一个这样做的人。

W8BYH结束。