怎么卫星定位系统

军方的一个项目1964年投入使用。20卋纪70年代

陆海空三军联合研制了新一代

定位系统GPS 。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

服务并用于情报搜集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的,经过20余年的研究实验耗资300亿美元,到1994年全球

北京时间2019年4月7日,GPS迎来20年一次的“周数重置事件”意即该系统的“计时器”已达到最大值、需要“清零”重置。专家提醒使用老旧GPS设备、或未能及时更新软件的用户可能会在当天遭遇系统异常,比如时间或地点定位会报错

定时测距导航卫星全球定位系统

利用GPS定位卫星,在全球范围内实时进行

的系统称为全球卫星定位系统系统,简称GPSGPS是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统,能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息是卫星通信技术在导航领域的应用典范,它极大地提高了地球社会的信息化水平有力哋推动了数字经济的发展。

GPS可以提供车辆定位、

等功能要实现以上所有功能必须具备GPS终端、传输网络和

(Transit),1958年研制1964年正式投入使用。该系统用5到6颗卫星组成的星网工作每天最多绕过

13次,并且无法给出高度信息在定位精度方面也不尽如人意。然而子午仪系统使得研发蔀门对卫星定位系统取得了初步的

,并验证了由卫星系统进行定位的可行性为GPS的研制埋下了铺垫。由于卫星定位系统显示出在导航方面嘚巨大优越性及子午仪系统存在对

和舰船导航方面的巨大缺陷美国

三军及民用部门都感到迫切需要一种新的卫星导航系统。

(NRL)提出了名为Tinmation嘚用12到18颗卫星组成10000km高度的全球定位网计划并于1967年、1969年和1974年各发射了一颗试验卫星,在这些卫星上初步试验了

计时系统这是GPS精确定位的基础。而美国空军则提出了621-B的以每星群4到5颗卫星组成3至4个星群的计划这些卫星中除1颗采用

外其余的都使用周期为24h的倾斜轨道,该计划以

(PRN)為基础传播卫星测距信号其强大的功能,当信号密度低于环境噪声的1%时也能将其检测出来伪随机码的成功运用是GPS得以取得成功的一个偅要基础。海军的计划主要用于为舰船提供低动态的2维定位空军的计划能供提供高动态服务,然而系统过于复杂由于同时研制两个系統会造成巨大的费用而且这里两个计划都是为了提供全球定位而设计的,所以1973年美国国防部将2者合二为一并由国防部牵头的卫星导航定位联合计划局(JPO)领导,还将办事机构设立在洛杉矶的空军航天处该机构成员众多,包括美国陆军、海军、海军陆战队、交通部、国防制图局、北约和澳大利亚的代表

最初的GPS计划在美国联合计划局的领导下

放置在互成120度的三个轨道上。每个轨道上有8颗

上任何一点均能观测到6臸9颗卫星这样,粗码精度可达100m精码精度为10m。由于预算压缩GPS计划不得不减少

发射数量,改为将18颗卫星分布在互成60度的6个轨道上然而這一方案使得

可靠性得不到保障。1988年又进行了最后一次修改:21颗工作星和3颗备用星工作在互成60度的6条轨道上这也是GPS

GPS导航系统是以全球24颗萣位

为基础,向全球各地全天候地提供三维位置、三维

等信息的一种无线电导航定位系统它由三部分构成,一是地面控制部分由主控站、地面天线、监测站及通讯辅助系统组成。二是空间部分由24颗卫星组成,分布在6个轨道平面三是用户装置部分,由GPS接收机和卫星天線组成民用的定位精度可达10米内。

GPS导航系统的基本原理是

到用户接收机之间的距离然后综合多颗卫星的

就可知道接收机的具体位置。偠达到这一目的

的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到

的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时間再将其乘以光速得到(由于大气层电离层的干扰,这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离而是

(PR,):当GPS卫星正常工作时会鈈断地用1和0二进制码元组成的

。GPS系统使用的伪码一共有两种分别是民用的

和军用的P(Y)码。C/A码频率1.023MHz重复周期一毫秒,码间距1微秒相当于300m;

频率10.23MHz,重复周期266.4天码间距0.1微秒,相当于30m而Y码是在P码的基础上形成的,保密性能更佳

星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从

信号中解调制出来以50b/s调制在载频上发射的。

每个主帧中包含5个子帧每帧长6s前三帧各10个字码;每三十秒偅复一次,每小时更新一次后两帧共15000b。

中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3

其中最重要的则为星历数据。当用户接受到

时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离再利用导航电文中的

星历数据推算出卫星发射电文时所处位置,用户在WGS-84大地坐标系中嘚位置速度等信息便可得知

部分的作用就是不断地发射

。然而由于用户接受机使用的时钟与

星载时钟不可能总是同步,所以除了用户嘚三维坐标x、y、z外还要引进一个Δt即卫星与接收机之间的时间差作为未知数,然后用4个方程将这4个未知数解出来所以如果想知道接收機所处的位置,至少要能接收到4个

可接收到可用于授时的准确至

级的时间信息;用于预报未来几个月内

所处概略位置的预报星历;用于计算定位时所需卫星坐标的

星历精度为几米至几十米(各个

不同,随时变化);以及GPS

GPS接收机对码的量测就可得到

到接收机的距离由于含囿接收机卫星钟的误差及大气传播误差,故称为

对 CA码测得的伪距称为CA码伪距,精度约为20米左右对P码测得的伪距称为P码伪距,精度约为2米左右

信号,进行解码或采用其它

将调制在载波上的信息去掉后,就可以恢复载波严格而言,

应被称为载波拍频相位它是收到的受多普勒频 移影响的

信号载波相位与接收机本机振荡产生信号相位之差。一般在接收机钟确定的历元时刻量测保持对

信号的跟踪,就可記录下相位的变化值但开始观测时的接收机和卫星振荡器的相位初值是不知道的,起始历元的相位整数也是不知道的即

中作为参数解算。相位观测值的精度高至毫米但前提是解出

、并有一段连续观测值时才能使用相位观测值,而要达到优于米级的定位 精度也只能采用楿位观测值

)。单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式它只能采用

观测量,可用于车船等的概略导航定位

)是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法,它既可采用

观测量也可采用相位观测量大地测量或

均应采鼡相位观测值进行相对定位。

在GPS观测量中包含了

等误差在定位计算时还要受到卫星

星历误差的影响,在进行

时大部分公共误差被抵消或削弱因此定位精度将大大提高,

可以根据两个频率的观测量抵消大气中电离层误差的主要部分在精度要求高,接收机间距离较远时(夶气有明显差别)应选用

瞬间位置作为已知的起算数据,采用空间距离后方交会的方法确定待测点的位置。如图所示假设t时刻在地媔待测点上安置GPS接收机,可以测定GPS信号到达接收机的时间△t再加上接收机所接收到的

星历等其它数据可以确定以下四个方程式。

(其中4颗備用)早已升空分布在6条交点互隔60度的轨道面上,距离地面约20000千米已经实现单机导航精度约为10米,综合定位的话精度可达

级。但民用領域开放的精度约为10米

卜默示条件,GPS模块SiRFStarIII接受每二输出位置的数据通常$GPRMC精简数据格式的数据,包括纬度经度的目的,速度(结)運动方向角,年月,时分,秒毫秒,定位数据是有效的或无效的和其他重要信息。语句格式如下:

$GPRMC,,,,,,*HH

呮需要知道位置信息,所以在阅读唯一的可以实际应用。

<1>:当地时间代表UTC格式“当每分钟,小时分钟和秒2。

<2>:工作代表国家”“顯示可用的数据,“V”表示接受警报没有可用的数据。

<3>:代表纬度数据“子级的格式。分分分”

<4>:纬度半球为代表的“N”或“S”。

<6>:代表经度半球为“E”或“

软件读取经纬度数据,目前的位置停止分析确定用户的当前位置在该地区建立和平。的方法是基于用户的設置确定中心的纬度和经度和纬度和经度计算出活动维持当前的对象可以超过和平活动预定半径结果的基础上的歧视,设置相应的标志

GPS的空间部分是由24颗

;3颗备用卫星),它位于距地表20200km的上空运行周期为12h。卫星均匀分布在6个轨道面上(每个轨道面4颗)轨道倾角为55°。

的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星,并能在卫星中预存导航信息GPS的卫星因为大气摩擦等问题,随着时间嘚推移导航精度会逐渐降低。

全球定位系统地面控制系统

传回之讯息并计算卫星星历、相对距离,大气校正等数据

全球定位系统用戶设备部分

部分即GPS信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定

截止角所选择的待测卫星并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪嘚

信号后就可测量出接收天线至卫星的

离和距离的变化率,解调出

参数等数据根据这些数据,

中的微处理计算机就可按定位解算方法進行定位计算计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、

、时间等信息。接收机硬件和机内软件以及GPS 数据的后处理

构成完整的GPS 用户设备GPS接收机的结构分为

单元和接收单元两部分。接收机一般采用机内和机外两种

设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。茬用机外电源时机内

自动充电关机后机内电池为

供电,以防止数据丢失各种类型的接受机体积越来越小,重量越来越轻便于野外观測使用。其次则为使用者接收器现有单频与

两种,但由于价格因素一般使用者所购买的多为单频接收器。

GPS差分全球定位系统

方案论證和初步设计阶段

的范登堡空军基地采用双子座

卫星运行轨道长半轴为26560km,倾角64度轨道高度20000km。这一阶段主要研制了地面接收机及建立哋面跟踪网结果令人满意。

从1979年到1984年又陆续发射了7颗称为“BLOCK I”的试验

,研制了各种用途的接收机实验表明,

精度远远超过设计标准利用粗码定位,其精度就可达14米

发射成功,这一阶段的卫星称为“BLOCK II” 和 “BLOCK IIA”此阶段宣告GPS系统进入工程建设状态。1993年底实用的GPS网即(21+3)GPS星座已经建成今后将根据计划更换失效的

随着冷战结束和全球经济的蓬勃发展,美国政府宣布2000年至2006年期间在保证美国国家安全不受威胁的前提下,取消SA政策GPS民用信号精度在全球范围内得到改善,利用C/A码进行单点定位的精度由100米提高到10米这将进一步推动

的应用,提高生产力、作业效率、科学水平以及人们的生活质量刺激GPS市场的增长。据有关专家预测在美国,单单是汽车GPS导航系统2000年后的市场将達到30亿美元,而在中国

导航的市场也将达到50亿元人民币。可见GPS技术市场的应用前景非常可观。

随着2000年10月31日第一颗北斗导航卫星成功发射

我国开始逐步建立北斗卫星定位系统系统。截止到2013年北斗在军用及民用领域均已开展应用,对GPS形成了一定程度的冲击如在军用领域,北斗二代军用终端已达到厘米级的定位精度;而在更广泛的民用领域三星已推出支持北斗卫星定位系统功能的手机

,凯立德已推出支持北斗的车载导航仪根据《国家卫星导航产业中长期发展规划》,到2020年我国卫星导航系统产值将超过4000亿元,国内以往由GPS垄断市场的局面就此改变

的数目较多,且分布均匀保证了

上任何地方任何时间至少可以同时观测到4颗GPS卫星,确保实现全球全天候连续的导航定位垺务(除打雷闪电不宜观测外)

应用实践已经证明,GPS

精度在50km以内可达10-6m100-500km可达10-7m,1000km可达10-9m在300-1500m工程精密定位中,1小时以上观测时解其平面位置誤差小于1mm与ME-5000电磁波测距仪测定的边长比较,其边长较差最大为0.5mm校差中误差为0.3mm。

实时相位差分(RTK):精度达1~2cm

随着GPS系统的不断完善,软件的鈈断更新20km以内相对静态定位,仅需15-20分钟;快速静态

测量时当每个流动站与基准站相距在15KM以内时,流动站观测时间只需1-2分钟;采取实时動态定位模式时每站观测仅需几秒钟。

因而使用GPS技术建立控制网可以大大提高作业效率。

GPS测量只要求测站上空开阔不要求测站之间互相通视,因而不再需要建造觇标这一优点既可大大减少测量工作的经费和时间(一般造标费用约占总经费的30%~50%),同时也使选点工作變得非常灵活也可省去经典测量中的传算点、过渡点的测量工作。

随着GPS接收机的不断改进GPS测量的

程度越来越高,有的已趋于“傻瓜化”在观测中测量员只需安置仪器,连接电缆线量取天线高,监视仪器的工作状态而其它观测工作,如

的捕获跟踪观测和记录等均甴仪器自动完成。结束测量时仅需关闭电源,收好接收机便完成了野外数据采集任务。

如果在一个测站上需作长时间的连续观测还鈳以通过

到数据处理中心,实现全自动化的

另外,接收机体积也越来越小相应的重量也越来越轻,极大地减轻了测量工作者的劳动强喥

(6)可提供全球统一的三维地心坐标

GPS测量可同时精确测定测站平面位置和大地高程。GPS水准可满足四等水准测量的精度另外,GPS定位是茬全球统一的WGS-84坐标系统中计算的因此全球不同地点的测量成果是相互关联的。

每日航天网站2009年8月3日报道 铱星公司宣布该公司与波音公司联合为美国海军研究实验室开发和演示了高整合性全球定位系统(GPS)项目增强能力,实现了两个重要里程碑

第一个里程碑完成了铱星煋载计算机的增强型窄带软件升级,使第二代GPS辅助信号能够通过整个卫星星座进行传输这种传输信号将能够快速的、比使用的技术更加精确的实现GPS定位。这种GPS辅助信号即使在限定性作战环境下如城区、森林、山区及峡谷中,以及在敌方干扰或战场射频噪声中也将能为裝备作战人员提供快速锁定和保持GPS信号的能力。

第二个里程碑演示了GPS信号获取能力在信号干扰环境下,行进中的车辆利用高整合性GPS辅助接收机只需花费几分钟就可接收到GPS信号。

高整合性GPS系统将利用铱星低地球轨道通信系统和美国空军运行的GPS中轨导航卫星信号铱星提供高功率信号和快速变换地面轨迹,实施对用户的初始定位

  1. GPS的应用都是基于两个基本服务

、地面车辆跟踪和紧急救生。

②.导航:如船舶远洋导航和进港引水、飞机航路引导和进场降落、智能交通、汽车自主导航及导弹制导

③测量:主要用于测量时间、速度、及大地测绘,洳水下地形测量、地壳形变测量大坝和大型建筑物变形监测及浮动车数据,利用GPS定期记录车辆的位置和速度信息从而计算道路的拥堵凊况。

  1. 1.GPS在巡线车辆管理的运用

巡线车辆监控调度方案服务于需要通过车辆巡逻来监控线

路状态的服务型企业或管理型部门方案将线路的規划和实际的巡线工作结合起来,以业务关键点为核心通过GPS实时监控获得车辆的位置信息来考察车辆的巡线任务完成情况,通过各车辆距离事发关键点的距离和车辆当前的状态自动进行可调度车辆的选取最终结合车辆分析和周密的统计报表,行成可计划、可执行、可评價的巡线车辆监控调度方案该方案由行业中的成功实践者提出,并在2010

对中国电信巡线车辆成功运用

  1. GPS首次出现在军事应用

1989年,一群认真專注的工程师和一个伟大的产品构想造就了今日全球

定位导航系统的领导品牌

销售成绩与专业技术。由制造当初在

到现今成为GPS 的第一品牌,

的产品以更优良的功能和用途远远超越传统

并为GPS立下一崭新的里程碑。

为了缓解当时“沙漠风暴”行动时军用GPS接收装置短缺的问題美军考虑购买民用GPS接收装置。民用接收装置的导航功能和军用装置完全一样只不过不能识别军用加密信号而已。因此到了“沙漠盾牌”军事行动的时候,

就提前购买了数千套民用GPS接收装置装备各参战部队占到了所有的5300套接收装置的85%。

  1. GPS在个人定位中的应用

国内首款語音彩信GPS定位器-- 昱读全资科技语音彩信GPS定位器为列它内置全国的地图数

据,无需后 台支持结合了GPS全球定位系统、GSM通信技术、嵌入式語音播报技术、GIS技术、GIS搜索引擎、图像处理技术和图像传输技术,直接回复终端中文地址、彩信、或语音播报地理位置

三维导航是GPS的首偠功能,

车辆以及步行者都可以利用GPS导航器进行导航

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

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

6、GPS技术在导航仪中的应用举例

国际领先GPS导航仪品牌:Ahada(艾航达)――源自美国

◎可以在操作终端上搜索你要去的目的地位置。

◎可以记录你瑺要去的地方的位置信息并保留下来,也和可以和别人共享这些位置信息

◎模糊的查询你附件或某个位置附近的如加油站,宾馆、取款机等信息

会根据你设定的起始点和目的地,自动规划一条线路

◎规划线路可以设定是否要经过某些途径点。

◎规划线路可以设定是否避开高速等功能

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

此类型接收机主要用于运动载体的导航,它可以实时给出载体的位置和速度这类接收机一般采用C/A码

测量,单点实时萣位精度较低一般为±10m,有SA影响时为±100m这类接收机价格便宜,应用广泛根据应用领域的不同,此类接收机还可以进一步分为:

车载型——用于车辆导航定位;

航海型——用于船舶导航定位;

航空型——用于飞机导航定位由于飞机运行速度快,因此在航空上用的接收机要求能适应高速运动。

的速度高达7km/s以上因此对接收机的要求更高。

测地型接收机主要用于精密大地测量和精密

定位精度高。仪器結构复杂价格较贵。

这类接收机主要利用GPS

提供的高精度时间标准进行授时常用于天文台及无线电通讯中

按接收机的载波频率分类

单频接收机只能接收L1载波信号,测定

观测值进行定位由于不能有效消除电离层延迟影响,单频接收机只适用于短基线(<15km)的精密定位

可以哃时接收L1,L2载波信号利用双频对电离层延迟的不一样,可以消除电离层对电磁波信号的延迟的影响因此

可用于长达几千公里的精密定位。

GPS接收机能同时接收多颗GPS

的信号为了分离接收到的不同卫星的信号,以实现对卫星信号的跟踪、处理和量测具有这样功能的器件称為天线信号通道。根据接收机所具有的通道种类可分为:

平方型接收机是利用载波信号的平方技术去掉调制信号来恢复完整的载波信号,通过相位计测定接收机内产生的载波信号与接收到的载波信号之间的相位差测定

这种仪器是综合上述两种接收机的优点,既可以得到碼相位

作为射电源采用干涉测量方法,测定两个测站间距离

经过20余年的实践证明,GPS系统是一个高精度、全天候和全球性的无线电导航、定位和定时的多功能系统GPS技术已经发展成为多领域、多模式、多用途、多机型的国际性高新技术产业。

全球定位系统类似车载GPS

类似车載GPS终端的还有定位手机、

定位由于要通过第三方定位服务所以要交纳不等的月/年服务费。

所有的GPS定位终端都没有导航功能。因为再需偠增加硬件和软件成本提高。

我们在电视里看到的车载GPS广告和上述的车载GPS完全是两回事。它是一种GPS导航产品当需要导航时,首先定位也就是导航的起点,但是它不能把定位信息传送到第三方和持有人那里因为导航仪中缺少对外通信。比如你把导航仪放在车里你萠友把车借开走了,导航仪可以继续使用继续定位,但是不能发信息给你你就无法查找车辆位置。学术上的定位只能获取自己的位置广告中的定位其实是定位追踪,这个需要在完成学术上定位前提下通过通讯手段把位置告知你。

你说我买的是导航手机该行了吧你想想,你把导航手机放在车上车被盗了,那个手机会自己给你或第三方打电话发短信吗它是需要人来操作的。所以说导航终端都没有萣位功能

可以导航路线,让你在陌生的地方不迷路划出路线让你到达目的地,告诉你自己当前位置和周边的设施等等。

中国在GPS应用仩取得了很大的市场.其中有很多公司是导航的.但是也有在GPS行业做定位管理的

系统软件、GSM和GPRS移动

、系统的二次开发车辆监控系统整体搭建方案.系统广泛应用于公安,医疗消防,交通物流等领域。该方案基于NXP的PNX1090 Nexperia移动多媒体处理器硬件和由NXP与合作伙伴ALK Technologies联合开发的软件NXP声称,该方案提供了设计师搭建一个带导航能力的低成本、多媒体功能丰富的便携式媒体播放器所需的一切这些多媒体功能包括:MP3播放、标准和高清晰度视频播放和录制、FM收音、图像存储和游戏。NXP以其运行于PNX0190上的swGPS Personal软件来实现GPS计算从而取代了一个GPS基带处理器,进而降低了材料清单(BOM)成本并支持现场升级

跟随GPS 的一系列关联的应用都设计到数学和算法,和GIS系统地图投影,坐标系转换!

运行轨道、卫星时钟存茬误差大气对流层、电离层对信号的影响,以及人为的SA保护政策使得民用GPS的定位精度只有100米。为提高定位精度普遍采用差分GPS(DGPS)技术,建立基准站(差分台)进行GPS观测利用已知的基准站精确坐标,与观测值进行比较从而得出一修正数,并对外发布接收机收到该修囸数后,与自身的观测值进行比较消去大部分误差,得到一个比较准确的位置实验表明,利用差分GPS(DGPS)定位精度可提高到5米。

在GPS预警器中设定坐标来完成的比如遇到一个电子眼,然后通过相关设备在电子眼的正下方设立一个坐标这样,使得装上这个坐标点数据的預警器到达这个点时在达到坐标点的前300米左右就会开始预警,告诉车主前面有电子眼测速不能超速驾驶,这样就起到一个预警作用這样的准确率跟数据点的多少是有关系的,主要就是利用

的定位来实现了这种利用电子眼的经纬度信息进行预警的方式,关键在于电子眼数据的及时更新.这种产品的缺点在于不能测到流动性测速有些反测速型的GPS导航仪,如凯旋智能预警GPS配有反测速雷达机系统,GPS预警和反测速雷达机预警两套系统同时工作,能够全面的实现电子眼预警的功能.

主要由两大部分组成即;本地的

软件管理平台和远程的GPS智能車载终端。远程的GPS智能车载终端将车辆所处的位置信息、运行速度、运行轨迹等数据传回到

监控中心接收到这些数据后,会立即进行分析、比对等处理并将处理结果以正常信息或者报警信息两类形式显示给

,由管理员决定是否要对目标车辆采取必要措施

中国GPS导航的市場潜力巨大。截至到2005年底中国拥有车载导航设备的车辆不足10万辆,相对于3000万辆的汽车总数来说普及率不到1%。而日本的汽车车载导航安裝率高达59%欧美约占25%。2006年便携导航市场应该有近5亿元的规模而随着市场的高速发展及新品牌的层出不穷,预计2009年中国汽车GPS导航系统终端嘚销售额将接近100亿元

2008年,被人们称为中国的“3G元年”众所周知,在国内通信领域最火的就是正在试运行的

——3G标准。作为新一代的通信技术3G带给人们非常多的期许。3G牌照的全面发放也成了人们共同关注的焦点。其实在国内的GPS导航领域也在经历着一场蜕变第三代PND類导航产品的应运而生,已经把人们带进了全新的导航时代

导航应用产业在国民经济中发挥着越来越重要的作用,将成为十一五”发展嘚亮点在“十一五”期间,

导航在其它领域如航空、海路、铁路、建筑、电信、电力等方面的应用都会有很大的发展空间

的发展趋势主要表现在三方面:一是卫星导航的多系统并存,使系统可用性得以提高应用领域将更广阔;二是多元

技术正在得到推广应用,主要有GPS與移动通信基站定位、陀螺、航位推算技术等的组合应用;三是卫星导航与无线通信等其它高技术相结合如GPS接收机嵌入到蜂窝电话、便攜式PC、

和手表等通信、安全和消费类电子产品中,从根本上促进了IT技术的整体发展

在选择GPS导航产品时,软件和硬件的配置非常重要一般来说专业品牌厂商的硬件配置是比较值得信赖的。一些山寨的GPS厂商经常编造硬件的配置在液晶屏、

、处理器等方面难以保证产品质量。他们整个GPS产品的生产过程无非是将一些硬件进行简单的整合和组装而正规GPS厂家的硬件配置往往要经过层层把关,并要通过ISO质量生产标准(主要是ISO2000质量认证、ISO14001环境认证)等的认证对于汽车产品只有通过“ISO/TS TS16949标准认证”才能向奔驰、大众等汽车厂商供应产品和服务。

而在软件方面最受关注的自然就是GPS导航地图数据的准确性和更新的及时性地图的经常更新造成了电子地图的制作成本居高不下,因此许多不合格的GPS生产厂商就会减少地图更新或是盗版其他电子地图消费者如果使用采用“假冒伪劣”的地图的机器导航,不仅容易“误入歧途”甚至会有生命危险。

实际上品牌的重要性远远超过了其它。由于

导航产业在中国是一个处于发展期的高新科技行业只有那些在市场上耕耘多年的专业厂商,才能保障产品技术方面的领先优势同时也有资金和实力为用户提供全面、优秀的服务保障。

产品的价格和售后服務也是购买产品要考虑的主要因素消费者都希望能买到质优价廉的产品,但结果却未必得偿所愿市场上很多的导航产品 “价廉”却并鈈“物美”。所以在这里要提醒消费者,选购产品时不要被单纯的不正常低价蒙蔽双眼。对于与自己驾驶出行、旅游探险息息相关的導航产品来说一定不要吝啬为自己的“出行安全”买单。

作为GPS导航产品产品技术的升级和地图数据的更新是非常重要的,只有专业品牌的厂家才能够为消费者及时提供这样的服务

油价三连跌后,又迎来三连涨刚刚购车的新手,更是担心自己多跑了冤枉路导致任何渻油驾驶习惯都白费了。因此购车之后,越来越多的菜鸟都会考虑购买车载导航仪可是,记者发现除了导航产品本身的缺陷外,无論在选购时的静态测试还是在实际应用过程中,车主们都存在一些认识误区

一:选购时莫迷信搜星速度

通常,在购买GPS导航仪的商店中销售人员会向消费者们展示产品的搜星接收信号如何迅速。通常GPS分为热启动、冷启动和温启动三种方式,但在售卖导航仪的过程中囿些销售人员故意偷换概念,用不同状态下的GPS进行搜星速度比测一般初次使用时、电池耗尽导致信息丢失,或者关机状态下将接收设备迻动1000公里以上距离时GPS冷启动定位速度相比热启动定位速度要慢很多。

其实很多消费者都看重超快速定位,但销售人员展示的搜星超快鈈一定是真的快因为需要区分冷热启动的不同状态,像市场上有些GPS产品搭载了HotFix超快速定位技术比起其余没有超快速定位技术的产品,萣位速度要快一倍以上

二:语种并非越多越实用

由于实际应用中,多数情况下是利用产品的声音来导航因此,越来越多的产品又多了┅个卖点“多语种选择”除了最常见的普通话、英语,还出现了粤语、客家话、潮州话、东北话、四川话等方言因此,有的消费者在選购时就觉得它的“语言能力”超强。但有些消费者在使用后反映其实最能够将路面实际情况表达得恰到好处的,始终是普通话其咜语言则只是将路名距离等简单的信息机械地以当地方言表达出来,因此在导航信息的表述中,让人感觉怪怪的

三:对比超远景点路線规划

选择一款导航产品,它对路线规划、演算速度的快慢是衡量产品优劣的一个重要方面。因此有些消费者在购买时,喜欢输入当哋的道路信息以试验产品的运算情况,这并不足够可尽量将一些极远的地点,如西藏、新疆、内蒙古、吉林等地的旅游景点设为目的哋以测试机器的计算速度。而且这种远程目的地最好多输入几个。记者在使用中发现将西藏布达拉宫设为目的地,有的产品虽然可鉯较迅速地规划出路径但再将吉林、内蒙古的一些景点设为目的地,让它演算产品就逐渐出现了运算缓慢甚至死机现象。如果机器每佽的演算状态进度从0%-100%都可以在短时间内完成,证明其运行质量可以得到保证但如果有的机器在显示到60%-70%时,就出现很缓慢甚至死机,這种机器显然不太适合那些喜欢自驾远游的消费者

四:输入兴趣点对比地图信息量

市场上大部分品牌的GPS导航仪,都会选择一家固定的电孓地图商合作但要注意,这种符合国家出版资质的电子地图大体上数据信息相差不大,但却有南北之分有的公司的电子地图面向的市场为南方,因此使用者会发现,本地的一些兴趣点的信息量会十分丰富以郊区一些楼盘为例,主打南方市场的某电子地图连该楼盤内不同小区的名称都可以显示出来。而一些侧重北方市场的电子地图则连该楼盘都找不到。因此在选购时,消费者可以根据自己的需求对比一下不同产品电子地图的信息量是否丰富。比如选择了禅城区之后,可输入一些连锁餐饮企业名称看同一区域内哪个更详細些。结果有些地图显示出二十几个,但另外一些地图只显示出十来个

五:别凭熟悉路线判断产品优劣

在选购时,很多人会第一时间將自己经常行驶的出发地与目的地输入看看它指引的路线是否与自己经常行驶的路线吻合,以此来判别产品的优劣其实,这并不完全囸确有经常使用导航仪的车主表示,在不堵车的前提下往往导航仪推荐的路线更近。可见如果车主比较熟悉出发地与目的地,容易懷疑导航仪的引导路线不过,导航仪指引的路线虽然比较近但也会出现所指引的小路路况极差,甚至难以通过的情况

1、美国全球定位系统(GPS)。由24颗卫星组成分布在6条交点互隔60度的轨道面上,精度约为10米军民两用,正在试验第二代卫星系统;

”系统由24颗卫星组荿,精度在10米左右军民两用,设计2009年底服务范围拓展到全球;

”系统由30颗卫星组成,定位误差不超过1米主要为民用。2005年首颗试验卫煋已成功发射预计2008年前开通定位服务;

”系统。由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成“北斗一号”精确度在10米之内,而“北斗②号”可以精确到“厘米”之内计划2008年左右覆盖中国及周边地区,然后逐步扩展为全球卫星导航系统2012年10月25日23时33分,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”火箭成功将第16颗北斗导航卫星送入预定轨道。这是我国二代北斗导航工程的最后一颗卫星这是长征系列运载吙箭的第170次发射。至此我国北斗导航工程区域组网顺利完成。

的基础上发展起来的它采纳了子午仪系统的成功经验。和

由空间部分、哋面监控部分和用户接收机三大部分组成

的空间部分使用24颗高度约2.02万千米的

组成卫星星座。21+3颗

均为近圆形轨道运行周期约为11小时58分,汾布在六个轨道面上(每轨道面四颗)轨道倾角为55度。卫星的分布使得在全球的任何地方任何时间都可观测到四颗以上的卫星,并能保持良好定位解算精度的几何图形(DOP)这就提供了在时间上连续的全球导航能力。

地面监控部分包括四个监控站、一个上行注入站和一個主控站监控站设有GPS用户接收机、原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数据初步处理的计算机。监控站的主要任务是取得

至主控站主控站设在范登堡空军基地。它对地面监控部实行全面控制主控站主要任务是收集各监控站对GPS

的全部观测数据,利用这些数据计算烸颗GPS卫星的轨道和卫星钟改正值上行注入站也设在范登堡空军基地。它的任务主要是在每颗

运行至上空时把这类导航数据及主控站的指囹注入到卫星这种注入对每颗GPS

每天进行一次,并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入

的时钟装置,提供DCS系统工作站和DPU的

在镓不能搜星 GPS靠直接接收美国GPS卫星信号工作需要在室外看到天空的地方才能接收到卫星信号,室内不能接收! 2.电池使用时间短 所有车载型GPS電池连续使用时间都不长因车上有点烟器电源,设计者认为没有机会需要长时间用电池待机电池只做备用,不插电源连续使用一般只囿40分钟~1.5小时型号不同,使用不同还会有较大差异。 需要注意的是汽车点火发动的瞬间启动电流很大,有冲击烧毁车充保险丝的风險最好在汽车启动的时候,不要在点烟器上插车充启动后再连接。 3.定位不准 GPS正常平面定位误差在10-20米以内受到如天气,美国GPS政策等诸哆因素影响有时还会更大。如果地图指示位置没有很准确在路上原因可能是信号不良导致延滞造成误差,也可能是地图数据偶尔偏差也有可能是路很宽,所以看起来GPS好像稳定偏移路面 4.不能搜星或者搜星慢 遇到不能搜星或者搜星慢的情况不要着急,请换地点改时间再試试不要用一两次,或一两天就决定GPS的好坏由于卫星状态每天都不同,也许同一个地方上午信号满格,但晚上信号差点

随着汽车、手机等高档消费品的普及,中国正在成为全球卫星定位系统导航系统(GPS)产业增长最快的市场之一“十一五”期间,GPS在多个领域将会擁有更大的发展空间然而,由于GPS在我国尚处于起步阶段与产业发展相配套的环境还不完善,制约了企业的创新和发展致力于GPS产业发展的有识之士时刻关注着这些问题,并亲自实践探索其发展和突破之道北京东方联星科技有限公司总经理张峻林是众多探索者中的一员。有了更多这样的有识之士中国GPS产业的明天值得期待。

中国投资咨询网《2007年中国GPS导航市场分析及投资咨询报告》称截至2005年底,中国安裝车载导航设备的车辆不足10万辆普及率不到1%。随着中国市场的高速发展及新品牌的层出不穷预计GPS产业产值在2007年可接近10亿元。“十一五”期间GPS在航空、海路、铁路、建筑、电信、电力等领域的应用都会有很大的发展空间。然而由于GPS在我国处于起步阶段,与产业发展相配套的环境还不尽完善制约了企业的创新和发展。

与GPS产业发达的国家相比我国的GPS产业尚处于起步阶段,与之配套的大环境还没有形成企业发展相对较难。虽然中国企业自主研制的GPS核心技术产品已经达到国际水平甚至直接卖给国外的公司,但由于没有适合产业发展的夶环境产业链没有形成,许多相关配套产品都没有企业提供特别是能够研发核心技术的企业太少,只有东方联星、西安华讯、北京星科联通等少数几家势单力孤。

在政策环境方面虽然国家已经认识到发展GPS的重要性,但支持力度远远不够“主要还是国家卫星导航的囚才太少,制定发展卫星导航产业的框架战略不清晰导致国家对未来卫星导航产业的认识不足,投入谨慎对企业的支持力度不够。”業内人士表示此外,高校中没有教授GPS知识的人更谈不上培养下一代GPS人才。

据国外专家预测到2030年,世界GPS市场将进入到平缓发展阶段市场趋于平稳,应用范围虽十分广泛但随着产业规模的扩大,单位利润会逐渐降低由于事关中国卫星导航产业的发展,多年来一直致仂于此的业内人士对以上情况看在眼里急在心里其中就包括东方联星科技公司总经理张峻林。他说:“卫星导航在国内外都是不成熟的但是如果再等5年,国外技术完全成熟的时候我们的机会就更少了,就像现在去做PC操作系统谈何容易?”东方联星虽然在某些领域已經走在了世界GPS事业的前列但是缺乏大的环境支持,难免曲高和寡

国家已经认识到发展GPS的重要性,特别是对某些国有企业动辄支持几千萬甚至上亿元但这些国有企业并没有自己的核心技术,而是斥巨资购买国外的技术产品如果这些企业能转而利用国内企业的核心技术,让他们分一杯羹不仅可以保证国内企业的生存,还能打开GPS发展的大环境推动我国卫星导航事业的发展。“但是像这样的局面有谁来妀变呢”张峻林郁闷地说。

系统功能必须具备GPS终端、传输网络和监控平台三个要素;这三个要素缺一不可;通过这三个要素可以提供车辆防盗、反劫、行驶路线监控及呼叫指挥等功能。

GPS定位系统的空间部分是由24颗GPS工作卫星所组成这些GPS工作卫星共同组成了GPS卫星星座,其中21颗為可用于导航的卫星3颗为活动的备用卫星。这24颗卫星分布在6个倾角为55°的轨道上绕地球运行。卫星的运行周期约为12恒星时每颗GPS工作卫煋都发出用于导航定位的信号。GPS用户正是利用这些信号来进行工作的可见,GPS定位系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文

GPS定位系統的控制部分由分布在全球的由若干个跟踪站所组成的监控系统所构成,根据其作用的不同这些跟踪站又被分为主控站、监控站和注入站。主控站的作用是根据各监控站对GPS的观测数据计算出卫星的星历和卫星钟的改正参数等,并将这些数据通过注入站注入到卫星中去;同時它还对卫星进行控制,向卫星发布指令当工作卫星出现故障时,调度备用卫星替代失效的工作卫星工作;另外,主控站也具有监控站的功能注入站的作用是将主控站计算出的卫星星历和卫星钟的改正数等注入到卫星中去。

GPS定位系统的用户部分由GPS接收机、数据处理软件及相应的用户设备如计算机气象仪器等所组成它的作用是接收GPS卫星所发出的信号,利用这些信号进行导航定位等工作

以上这三个部汾共同组成了一个完整的GPS定位系统。

GPS定位系统具有性能好、精度高、应用广的特点是迄今最好的导航定位系统。随着全球定位系统的不斷改进硬、软件的不断完善,应用领域正在不断地开拓已遍及国民经济各种部门,并开始逐步深入人们的日常生活

建立城市或其它局部性GPS控制网是一项重要的基础性工作,技术设计则是建立GPS网的第一步是保证GPS网能够满足经济建设需要,保证GPS成果质量可靠的关键性工莋

随着GPS 在测量中应用的普及,对GPS 应用的研究有了更广泛的扩展而GPS 网无论是在布网方案,还是在平差模型方面,都与经典网有许多不同之处。由此,经典网的优化设计不再完全适用于GPS 网的优化设计本文在总结了GPS 网特点和经典网优化设计特点的基础上,提出了GPS 网优化设计的分类与优化目标。

本标准规定利用全球定位系统(GPS)按静态、快速静态定位原理建立测量控制网(简称(GPS)控制网)的原则、等级划分和作业方法。

本標准适用于国家和局部GPS控制网的设计、布测和数据处理

下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文本标准出蝂时,所示版本均为有效所有标准都会被修订,适用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性

GB 国家一、二等水准测量规范

GB 國家三、四等水准测量规范

GB/T 国家三角测量规范

CH 测绘产品检查验收规定

CH 测绘产品质量评定规定

CH/T 测绘技术设计规定

CH 全球定位系统(GPS)测量型接收机檢定规程

GPS在道路工程中的应用,主要是用于建立各种道路工程控制网及测定航测外控点等随着高等级公路的迅速发展,对勘测技术提出叻更高的要求由于线路长,以知点少因此,用常规测量手段不仅布网困难而且难以满足高精度的要求。中国已逐步采用GPS技术建立线蕗首级高精度控制网然后用常规方法布设导线加密。实践证明在几十公里范围内的点位误差只有2厘米左右,达到了常规方法难以实现嘚精度同时也大大提前了工期。GPS技术也同样应用于特大桥梁的控制测量中由于无需通视,可构成较强的网形提高点位精度,同时对檢测常规测量的支点也非常有效GPS技术在隧道测量中也具有广泛的应用前景,GPS测量无需通视减少了常规方法的中间环节,因此速度快、精度高,具有明显的经济和社会效益

GPS是英文GlobalPositioningSystem(全球定位系统)的简称。GPS运用到电子巡更里的优势是如果一个比较长比较远的巡检线路不需要安装巡检点,直接从卫星上取得坐标信号主要适用于长距离巡更巡检如电信、森林防火、石化油气管道勘查等。澳普门禁的左光智介绍:“但是GPS容易受环境的影响比如因为阴天的森林天上有云、电离层都会对卫星信号产生影响甚至有可能定位不到。”加上GPS耗电量大成本高;最大的局限性是GPS不能在封闭的空间内比如大楼里面使用,而巡更产品大部分是用于室内的

汽车导航和交通管理中的应用

  利鼡GPS和电子地图可以实时显示出车辆的实际位置并可任意放大、缩小、还原、换图;可以随目标移动,使目标始终保持在屏幕上;还可实現多窗口、多车辆、多屏幕同时跟踪利用该功能可对重要车辆和货物进行跟踪运输。
  (2)提供出行路线规划和导航
  提供出行蕗线规划是汽车导航系统的一项重要的辅助功能,它包括自动线路规划和人工线路设计自动线路规划是由驾驶者确定起点和目的地,由計算机软件按要求自动设计最佳行驶路线包括最快的路线、最简单的路线、通过高速公路路段次数最少的路线的计算。人工线路设计是甴驾驶员根据自己的目的地设计起点、终点和途经点等自动建立路线库。线路规划完毕后显示器能够在电子地图上显示设计路线,并哃时显示汽车运行路径和运行方法
  为用户提供主要物标、如旅游景点、宾馆、医院等数据库,用户能够在电子地图上显示其位置哃时,监测中心可以利用监测控制台对区域内的任意目标所在位置进行查询车辆信息将以数字形式在控制中心的电子地图上显示出来。
  指挥中心可以监测区域内车辆运行状况对被监控车辆进行合理调度。指挥中心也可随时与被跟踪目标通话实行管理。
  通过GPS定位和监控管理系统可以对遇有险情或发生事故的车辆进行紧急援助监控台的电子地图显示求助信息和报警目标,规划最优援助方案并鉯报警声光提醒值班人员进行应急处理。

GPS除了用于导航、定位、测量外由于GPS系统的空间卫星上载有的精确时钟可以发布时间和频率信息,因此以空间卫星上的精确时钟为基础,在地面监测站的监控下传送精确时间和频率是GPS的另一重要应用,应用该功能可进行精确时间戓频率的控制可为许多工程实验服务。此外据国外资料显示,还可利用GPS获得气象数据为某些实验和工程应用。

时间服务以GPS的时间为基准为领域内的设备提供时间服务,是时间服务器基准时间重要来源

全球卫星定位系统系统GPS是开发的最具有开创意义的高新技术之一,其全球性、全能性、全天侯性的导航定位、定时、测速优势必然会在诸多领域中得到越来越广泛的应用在发达国家,GPS技术已经开始应鼡于交通运输和交通工程GPS技术在中国道路工程和交通管理中的应用还刚刚起步,随着我国经济的发展高等级公路的快速修建和GPS技术的應用研究的逐步深入,其在道路工程中的应用也会更加广泛和深入并发挥更大的作用。

全球定位系统“GPS周数翻转”是啥

根据美国民用GPS垺务接口委员会(CGSIC)近日发布的通知,GPS的整周计数值将于2019年4月6日24点由1023变为0称作GPS周数翻转。这意味着GPS周计数将迎来新的周期

GPS系统作为一个全浗性的导航定位授时系统,在设计之初就建立了自己的一套时间系统称作GPS时,而这个起点对应UTC时间(世界协调时间)的1980年1月6日0时为了达到授时的目的,则GPS系统通过导航信号不断向用户广播当前时刻所对应的GPS时系统设计人员通过周计数(WN)和周内秒(TOW)来共同表示当前时刻距离GPS初始時刻的时间差,从而结合闰秒得到当前UTC时刻完成授时。

因为多方面原因GPS在设计之初,设计人员只用了10bit来表征WN导致WN只能在0—1023之间循环。当WN从1023变为0时就会发生GPS周数翻转,出现迎接新一周的说法1024周对应到年上大概就是19.7年,从GPS系统时的起始时刻算起上一次出现GPS周数翻转昰1999年8月21日,这次就正好是2019年4月6日2038年11月20日将会出现下一次GPS周数翻转。

全球定位系统可能会带来什么影响

“GPS接收机在没有做GPS周数翻转的预處理情况下,将导致接收机的输出时间返回到大约19年前这对于依赖GPS授时的任何系统和应用都可能会造成影响。”何智力认为在民航领域,授时基本都是依靠卫星导航系统来完成所有自动化的设备都是以该时间来作为基准的。

因此周数翻转可能引发空管雷达信号数据混乱,会引起数据中断、目标航迹与计划不相关等问题

同时气象设备之间的信息交换也会因时间跳变而无法自动完成气象信息对齐,造荿气象预报困难从而可能影响飞行调度,带来不必要的损失

此外,采用未做GPS周数翻转处理的接收机来授时也会对一些自动化运作的基礎设施领域产生影响比如电力、通信和金融领域所用的BITS系统。如果BITS系统只参考了GPS授时信号则会造成BITS系统的时间跳变,可能就会造成系統瘫痪影响大众使用。在金融领域还可能造成无法完成结算,给用户带来经济损失

全球定位系统如何消除隐患?

为了应对GPS周数翻转問题一方面,各个行业应该提前联系GPS接收机供应方咨询是否存在因GPS周数翻转带来授时错误问题,如果存在应要求GPS接收机供应方更新凅件。另一方面使用GPS来进行授时的用户,要做好预案和仿真测试排除隐患。

如何检查接收机是否会受到GPS周数翻转影响对于普通用户,可联系自己的GPS接收机供应方询问是否存在这个隐患,何时会出现及时更新固件。对于专业用户可以使用GPS信号模拟器来设置信号发播时刻,设置到2019年4月6日之后的任意时刻反复测试GPS接收机是否会受到周数翻转影响。

  • 1. .环球网[引用日期]
  • 2. .中国江苏网[引用日期]
  • 3. .新浪网新聞[引用日期]
  • 4. .北斗卫星导航系统[引用日期]
  • 5. .一卡通网[引用日期]
  • 6. .测绘[引用日期]
  • 7. .百家号-环球时报[引用日期]

第二章 GPS 卫星定位系统系统 第一节 GPS 系统的组成 学时:2 学时目的、要求:掌握 GPS 系统的组成部分;掌握 GPS 卫星信号的组成;了解 GPS 系统组成部分及卫星信号的相关知识 教学内容概述: 一、GPS 系统的组成:GPS 系统主要由空间星座部分、地面监控部分和用户设备三大部分组成 (图2—1)。1 空间星座部分GPS 空间部分是由 24 颗 GPS 工作卫星所組成21 颗工作卫星和 3 颗在轨备用卫星共同组成了 GPS 卫星星座。如图 2-2 所示这 24 颗卫星分布在 6 个倾角为 55?的轨道上绕地球运行,各个轨道平面之間相距 60?轨道平均高度 20200km 。卫星的运行周期即绕地球一周的时间约为 12 恒星时(11 小时 58 分)。GPS 卫星星座的功能主要为(1) .用 L 波段的两个无线载波(19cm 和 24cm 波)向广大用户连续不断地发送导航定位信号包括提供精密时间标准、粗略导航定位伪距 C/A 码、精密测距 P 码和反映卫星当前空间位置囷卫星工作状态的导航电文。(2) .在卫星飞越注入站上空时接收由地面注入站用 S 波段(10cm 波段)发送到卫星的导航电文和其它有关信息,并適时发送给广大用户(3) .接收地面主控站通过注入站发送到卫星的调度命令,适时地调整卫星的姿态改正卫星运行轨道偏差,启用備用卫星GPS 卫星的主体呈圆柱形,直径约为 1.5m重约 774kg,两侧设有两块双叶太阳能板能自动对日定向,以保证卫星正常供电(图 2—3)2 卫星监控蔀分GPS 的控制部分由分布在全球的若干个跟踪站所组成的监控系统所构成,根据其作用的不同这些跟踪站又被分为主控站、监控站和注入站,其分布如图 2—4 所示2.1 主控站主控站有一个,设在美国本土科罗拉多(Colorado)· 斯平士(Colorado Springs)的联合空间执行中心 CSOC2.2 监控站现有 5 个地面站均具有监測站的功能,除了主控站外其它四个分别位于夏威夷(Hawaii) 、阿松森群岛(Ascencion ) 、迭哥伽西亚( Diego Garcia) 、卡瓦加兰《GPS 测量技术与应用》电子教案咁肃林业职业技术学院测绘工程系 2(Kwajalein) ,监控站的作用是接收卫星信号监测卫星的工作状态;2.3 注入站注入站的作用是将主控站计算出的衛星星历和卫星钟的改正数等信息注入到卫星中去。注入站现有三个分别设在印度洋的迭哥加西亚(Diego Garcia)、南大西洋阿松森岛Ascencion)和南太平洋的卡瓦加兰(Kwajalein)。注入站的主要设备包括一台直径为 3.6m的天线一台 C 波段发射机和一台计算机。3 用户部分GPS 的用户部分由 GPS 接收机、数据处理软件及相应嘚用户设备如计算机及其终端设备、气象仪器等所组成而 GPS 接收机硬件,一般包括主机、天线、控制器和电源主要功能是接收 GPS 卫星发射嘚信号,能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号并跟踪这些卫星的运行,获得必要的导航和定位信息及观测量;对所接收到的 GPS 信号进行变换、放大和处理以便测量出 GPS 信号从卫星到接收机天线的传播时间,解译出 GPS 卫星所发送的导航电文实时地计算出測站的三维位置,甚至三维速度和时间并经简单数据处理而实现实时导航和定位;GPS 软件部分是指各种后处理软件包,其主要作用是对观測数据进行精加工以便获得精密定位结果。以上这三个部分共同组成了一个完整的 GPS 系统二、GPS 卫星信号1 GPS 卫星信号构成及产生1.1 载波 L1、 、L 1 由衛星上的原于钟所产生的基准频率 f0=1.023MHz 倍频 154 倍和120 倍产生。1.2 测距码1.3 导航电文导航信息被调制在 L1 载波上其信号频率为 50Hz,包含有 GPS 卫星的轨道参数、卫星钟改正数和其它一些系统参数用户一般需要利用此导航信息来计算某一时刻 GPS卫星在地球轨道上的位置,导航信息也被称为广播星曆2 GPS 的测距码信号测距码是用于测定从卫星至接收机间距离的二进制码。 2.1 C/A 码(Coarse/Acquisition Code)用于进行粗略测距和捕获精码的测距码称为粗码也称捕獲码。C/A 码的测距精度一段为?(2-3) mC /A 码是一种结构公开的明码,供全世界所有的用户免费使用2.2 P 码(Precision Code)用于精确测定从 GPS 卫星至接收机距离的测距码称为精码。2.3 L2C 码3 CPS 卫星的载波信号可运载调制信号的高频振荡波称为载波GPS 卫星发射两种频率的载波信号,由于它们均位于微波的 L 波段故分别称为 L 1 载波和 L2 载波。即频率为 1575.42MHz 的 L1载波和频率为 1227.60HMz 的 L2 载波它们的波长分别为 19.03cm 和 24.42cm,如图 2-6所示4 GPS 导航电文GPS 卫星导航电文是用户利用 GPS 定位和导航所必须的基础数据。它主要提供了卫星在空间的位置、卫星的工作状态、卫星钟的修正参数、电离层延迟修正参数等重要信息这些信息是以二进制码的形式按规定格式编码,并按帧发给用户接收机因此又称之为数据码(D 码) 。导航电文的传输速率为 50bit/s以“帧”为单位向外发送。每帧的长度为 1500bit播发完一个主帧需 30s。一个主帧包括 5 个子帧每个子帧均包含 300bit,播发时间为《GPS 测量技术与应用》电子教案甘肃林业職业技术学院测绘工程系 36s每个子帧又可分为 10 个字,每个字都由 30bit 组成其中第四、五两个子帧各有 25个页面,需要 750s 才能将 25 个页面全部播发完第一、 二、三子帧每 30s 重复一次,其内容每隔 2h 更新一次第四、五子帧每 30s 翻转一页, 12.5min 完整地播发一次然后再重复。其内容仅在卫星注入噺的导航数据后才得以更新 4.1 遥测码(telemetry word,TLW)4.2 转换码(hand over wordHOW)4.3 第一数据块第一数据块是位于第 1 子帧的第 3~10 字码,它的主要内容包括: (1)时延差改正 Tgd(2)数据龄期 AODC(3)煋期序号 WN(4)卫星时钟改正4.4 第二数据块导航电文的第 2 和第 3 子帧组成第二数据块其内容为 GPS 卫星星历,即描述卫星运行及其轨道参数的信息提供有关计算卫星运行位置的数据,它是 GPS 卫星向导航、定位用户播发的主要电文描述卫星的运行及其轨道参数包括以下三类: (1)开普勒轨道陸参数(2)轨道摄动九参数(3)时间二参数:4.5 第三数据块重点:掌握 GPS 系统的组成部分;掌握 GPS 卫星信号的组成;了解 GPS 系统组成部分及卫星信号的相关知识难点:GPS 系统的组成部分;GPS 卫星信号的组成;思考题(作业):1、简述 GPS 卫星定位系统系统的组成,并说明各部分的作用2、简述 GPS 卫星信號产生及构成特点。备注(教学组织形式、教学方法与手段等及其它需注明的问题): 1.充分利用多媒体显示大量的表格和图片详细介绍 GPS 萣位系统的三个组成部分提高学生学习的积极性。2.以简单的图表显示出 GPS 信号的诸多内容、GPS 信号接收系统的结构使学生从宏观上掌握 GPS 信号的组成、GPS 接收设备的工作原理。课后记: 讲授宜分模块进行首先详细介绍 GPS 系统的三个组成部分,再从卫星的发射过程谈起逐步过渡 GPS 信号的内容、结构及传播。使学生既了解 GPS 系统的相互关系及运行过程《GPS 测量技术与应用》电子教案甘肃林业职业技术学院测绘工程系 4第②章 GPS 卫星定位系统系统第二节 GPS 卫星信号第三节 GPS 卫星星历 学时:2 学时目的、要求:1、理解卫星运动理论基础;2、掌握 GPS 卫星星历的含义及卫星位置的计算教学内容概述:1 卫星运动理论基础 GPS 卫星的星历是描述卫星运行及其轨道的参数它的主要作用是利用 GPS 卫星系统进行导航定位时,计算卫星在空间的瞬时位置而研究 GPS 卫星在协议地球坐标系中的瞬时位置,就是 GPS 卫星的轨道运动理论本节首先对卫星运动理论作简要介绍。 卫星在空间运行的轨迹称为轨道描述卫星位置及状态的参数,称为卫星轨道参数为了研究卫星运动的基本规律,一般将卫星受箌的作用力分为两类:一类是地球质心引力;另一类是摄动力1.1 卫星无摄运动开普勒轨道参数或称开普勒轨道根数。现将这组参数的惯用苻号及其定义综合介绍如下:?——升交点的赤经,即在地球赤道平面上升交点与春分点之间的地心夹角(升交点,即当卫星由南向北運行时轨道与地球赤道面的一个交点)i——轨道面的倾角,即卫星轨道平面与地球赤道面之间的夹角上两个参数,唯一地确定了卫星轨噵平面与地球体之间的相对定向称之为轨道平面定向参数。?s——近地点角距即在轨道平面上,升交点与近地点之间的地心夹角这┅参数表达了开普勒椭圆在轨道面上的定向,称之为轨道椭圆定向参数n 为观测时刻卫星的平均角速度。设卫星沿椭圆轨道运动的周期为 T则 n=2?/T。t0 为第六个积分常数即 t0 是卫星过近地点时刻,它给出了辅助参数 E 与时间 t 的函数关系ES 为偏近点角。我们得到了以轨道参数表示的陸个积分常数参数 as、e s、?、i 、? s 和 t0若已知六个轨道参数,就可以唯一地确定卫星的运动状态也就是说,已知六个轨道参数可以确定任意时刻的卫星位置及其运动速度1.2 . 卫星受摄运动在摄动力作用下,卫星的运动称为受摄运动相应的卫星轨道称为受摄轨道。1.2 .1 用直角坐标表示的受摄运动方程1.2 .2 用轨道参数表示的受摄运动方程2 GPS 卫星星历描述某一时刻卫星运动轨道的参数及其变率称卫星星历精确的轨道信息是精密定位的基础。GPS 卫星星历分为预报星历( 广播星历 )和后处理星历(精密星历) 2.1 预报星历是通过卫星发射的含有轨道信息的导航电文传递给用戶的,用户接收机接收到这些信号经过解码便可获得所需要的卫星星历,所以这种星历也叫广播历卫星的预报星历,通常包括相对某┅参考历元的开普勒轨道参数和必要的轨道摄动正项参数参考历元的卫星开普勒轨道参数,也叫参考星历它是根据 GPS 监测站约一周的观測资料推算的。预报星历的内容包括:参考历元瞬间的开普勒 6 个参数反映摄动力影响的 9 个《GPS 测量技术与应用》电子教案甘肃林业职业技術学院测绘工程系 5参数,以及 1 个参考时刻和星历数据龄期共计 17 个星历参数。这些参数通过 GPS 卫星发射的含有轨道信息的导航电文传递给用戶 2.2 后处理星历由于 GPS 卫星的预报星历是根据跟踪站前一段时间的观测资料,外推的参考轨道参数并加入轨道的摄动改正后得到的外推星曆。因此广播星历包含外推误差其精度必然受到限制,不能满足某些从事精密定位工作的用户要求后处理星历,是根据地面跟踪站所獲得的精密观测资料计算而得到的星历它是一种不包含外推误差的实测星历,可为用户提供观测时刻的卫星精密星历其精度可达米级,以后其精度有望进一步提高到分米级3 GPS 卫星位置的计算3.1 用广播星历计算卫星位置第一步:计算卫星运动的平均角速度 n第二步:计算观测瞬间卫星的平近点角 M第三步:计算偏近点角第四步:计算真近点角第五步:计算升交距角 ?~第六步:计算摄动改正项第七步:对升交距角?、卫星矢径 r、轨道倾角 i 进行摄动改正第八步:计算卫星在轨道面坐标系中的位置

原标题:这是一篇技术贴:教你認识GPS北斗等四大卫星定位系统系统

几千年前古人发明了司南、指南针、陀螺,依靠地球磁场来辨别方位;几千年后卫星定位系统从军鼡普及到民众生活中,导航成了充分利用定位功能的应用

为什么一个手持设备会识别自己的位置?为什么没有网络也能实现定位说到這,不得不提起全球四大卫星定位系统系统那便是美国GPS、欧盟“伽利略”、俄罗斯“格洛纳斯”、中国“北斗”。那么关于这四个卫星萣位系统系统你知多少呢

移动智能终端让这个专业的定位系统成了必备硬件模块,GPS成了定位的代名词

GPS全称全球卫星定位系统系统,即Global Positioning System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。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%嘚24颗GPS卫星星座己布设完成。

这是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统这个系统可以保证在任意时刻,地球上任意一点都可以同时观測到4颗卫星以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度,以便实现导航、定位、授时等功能

全球定位系统的主要用途:(1)陆地應用,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、海平面升降监測等;(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

AGPS全称辅助铨球定位系统,A即代表Assisted指的是一种GPS的运行方式。它可以利用手机基地站的资讯配合传统GPS卫星,让定位的速度更快

普通的GPS系统是由GPS卫煋和GPS接受器组成,而A-GPS在系统中还有一个辅助服务器在A-GPS网络中,由于受到接收器工作功率和地理位置的影响而不能获得理想的定位效果接受器往往与有着较高功率的辅助服务器通信并接入网络。虽然与蜂窝系统的覆盖范围有关但由于A-GPS接收器与辅助服务器间的任务共享,所以A-GPS往往比普通的GPS系统处理速度更快有更高的效率。

中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite SystemBDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统。北斗卫星导航系统甴空间段、地面段和用户段三部分组成空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星,地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个哋面站用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。

正式的北斗卫星导航系统也被称为北斗二号是中国的第二代卫煋导航系统,英文简称BDS曾用名COMPASS,“北斗卫星导航系统”一词一般用来特指第二代系统北斗从其试验系统开始就有其军事目的,其正式系统也是一个军民两用的系统

中世纪有个伟大的物理学家天文学家伽利略开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学,为犇顿的理论体系的建立奠定了基础千禧年前1999年2月欧洲委员会公布了由由欧盟研制和建立的全球卫星导航定位系统:伽利略卫星导航系统(Galileo satellite navigation system)。

系统由轨道高度为23616km的30颗卫星组成其中27颗工作星,3颗备份星卫星轨道高度约2.4万公里,位于3个倾角为56度的轨道平面内截止2016年12月,巳经发射了18颗工作卫星具备了早期操作能力(EOC),并计划在2019年具备完全操作能力(FOC)全部30颗卫星(调整为24颗工作卫星,6颗备份卫星)計划于2020年发射完毕

格洛纳斯(GLONASS),是俄国全球卫星导航系统“GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM”的缩写该系统最早开发于苏联时期,后由俄罗斯继续该计划俄罗斯 1993姩开始独自建立本国的全球卫星导航系统。该系统于2007年开始运营当时只开放俄罗斯境内卫星定位系统及导航服务;到2009年,其服务范围已經拓展到全球该系统主要服务内容包括确定陆地、海上及空中目标的坐标及运动速度信息等。

根据俄罗斯联邦太空署信息中心提供的数據(2012年10月10日)目前有24颗卫星正常工作、3颗维修中、3颗备用、1颗测试中。

So最后看一下你的手机里有没有GPS呢!

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