非常好的现代GPS技术(精)
第一节 GPS的概述 1 1 GPS的概念 GPS 是英文Global Positioning System 全球定位系统 的简 称 而其中文简称为 球位系 GPS是20世纪70年代由美国陆海 空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统 其主要目的是 为陆 海 空三大领域提供实时 全天候和全球性的导航服务 并用于情报收集 核爆监测和应急通讯等一些军事目的 是美国 独霸全球战略的重要组成 经过20余年的研究实验 耗资300亿美 元 到1994年3月 全球覆盖率高达98 的24颗GPS卫星星座己布 设完成 在机械领域GPS则有另外一种含义 产品几何技术规范 Geometrical Product Specifications 简称GPS 它利用卫星星座 通信卫星 地面控制部分和信号接收机对对象进行动态定位的系 统 GPS能对静态 动态对象进行动态空间信息的获取 快速 精确均匀 不受天气和时间的限制反馈空间信息 1 2 GPS的系统特点 全球 全天候工作 定位精度高 功能多 应用广 1 3 GPS系统组成 GPS由三个独立的部分组成 空间部分 GPS卫星 24颗工作卫星 3颗备用卫星 地面支撑系统 地面监控部分 1个主控站 3个注入站 5个监测站 用户设备部分 用户部分 接收GPS卫星发射信号 以获得必要的导航和定位信息 经 数据处理 完成导航和定位工作 GPS接收机硬件一般由主机 天线和电源组成 2 1 GPS常用术语 1 坐标 Coordinate 2 路标 Landmark Or Waypoint 3 路线 Route 4 前进方向 Heading 5 导向 Bearing 6 日出日落时间 Sun Set raise time 7 足迹线 Plot trail 2 2 GPS的基本工作原理 怎样确知卫星的准确位置 如何测定卫星至用户的距离 时间基准问题 测定卫星信号传输时间的方法 GPS技术的误差 差分GPS技术消除公共误差原理 GPS是根据什么来进行定 位的 GPS接收机在地面上接受位于天上的 至少4颗GPS定位卫星的信号 电磁波 根据定位信号到达GPS接收机的时间 差 GPS接收机就可以计算出自己距离 卫星的准确距离 又因为GPS定位卫星 在天上的位置是已知的 所以可以通过 公式 把这个位置和刚刚得到的距离 换算出GPS接收机在地面的位置 经纬 度 海拔等等 2 3 GPS定位方式 一 根据定位模式 1 绝对定位 单点定位 2 相对定位 二 根据定位时接收机的运动状态 1 静态定位 2 动态定位 GPS应用 主要是为船舶 汽车 飞机等运动物体进 行定位导航 船舶远洋导航和进港引水 飞机航路引导和进场降落 汽车自主导航 地面车辆跟踪和城市智能交通管理 紧急救生 个人旅游及野外探险 个人通讯终端 与手机 PDA 电子地图等 集成一体 第三节 GPS在汽车导航和 交通管理中的应用 三维导航是GPS的首要功能 飞机 轮船 地面车辆以及步行者都可以利用GPS导航器 进行导航 汽车导航系统是在全球定位系统 GPS基础上发展起来的一门新型技术 汽车导 航系统由GPS导航 自律导航 微处理机 车 速传感器 陀螺传感器 CD ROM驱动器 LCD显示器组成 GPS导航系统与电子地图 无线电通信网络 计算机车辆管理信息系统相 结合 可以实现车辆跟踪和交通管理等许多功 能 第四节 网络GPS的定义 网络GPS就是指在互联网上建立起 来一个公共GPS监控平台 它同时融合 了卫星定位系统 GSM数字移动通信技 术以及国际互联网技术等多种目前世界 上先进的科技成果 GPS在物流中的应用 GPS在物流中普及应用后 通过互联 网实现信息共享 实现三方应用 车辆 使用方 运输公司 接货方对物流中的 车货位置及运行情况等都能了如指掌 透明准确 利于三方协调好商务关系 从而获得最佳的物流流程方案 取得最 大的经济效益 GPS主要用途 全球定位系统的主要用途 1 陆地应用 主要包括车辆导航 应急反应 大气物理观测 地球物理资源勘探 工程测 量 变形监测 地壳运动监测 市政规划控制 等 2 海洋应用 包括远洋船最佳航程航线 测定 船只实时调度与导航 海洋救援 海洋 探宝 水文地质测量以及海洋平台定位 海平 面升降监测等 3 航空航天应用 包括飞机导航 航空遥 感 姿态控制 低轨卫星定轨 导弹制导 航空救 援和载人航天器防护探测等 GPS种类 GPS卫星接收机种类很多 根据型 号分为测地型 全站型 定时型 手持 型 集成型 根据用途分为车载式 船载式 机 载式 星载式 弹载式 全球四大GPS 美国 由美国国防部于20世纪70年代初开始设计 研制 于1993年全部 建成 1994年 美国宣布在10年内向全世界免费提供 使用权 但美国只向 外国提供低精度的卫星信号 据信该系统有美国设置的 后门 一旦发生战争 美国可以关闭对某地区的信息服务 欧盟 伽利略 1999年 欧洲提出计划 准备发射30颗卫星 组成 伽利略 卫星定位系统 今年该计划正式启动 俄罗斯 格洛纳斯 尚未部署完毕 始于上世纪70年代 需要至少18颗卫星 才能确保覆盖俄罗斯全境 如要提供全球定位服务 则需要24颗卫星 中国 北斗 2003年我国北斗一号建成并开通运行 不同于GPS 北斗 的指 挥机和终端之间可以双向交流 去年5月12日四川大地震发生后 北京武警指挥中 心和四川武警部队运用 北斗 进行了上百次交流 北斗二号系列卫星今年起将进 入组网高峰期 预计在2015年形成由三十几颗卫星组成的覆盖全球的系统 目前 北京时间1月17日零时12分 我国在西昌卫星发射中心用 长征三号丙 运载火箭 将第三颗 北斗 导航卫星成功送入预定轨道 GPS 汽车跟踪器
