特點(diǎn)
1,、全球,全天候工作:
能為用戶提供連續(xù),,實(shí)時(shí)的三維位置,,三維速度和精密時(shí)間。不受天氣的影響,。
2,、定位精度高:
單機(jī)定位精度優(yōu)于10米,采用差分定位,,精度可達(dá)厘米級(jí)和毫米級(jí),。
3、功能多,,應(yīng)用廣:
隨著人們對(duì)GPS認(rèn)識(shí)的加深,,GPS不僅在測(cè)量,導(dǎo)航,,測(cè)速,,測(cè)時(shí)等方面得到更廣泛的應(yīng)用,,而且其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。
發(fā)展
在衛(wèi)星定位系統(tǒng)出現(xiàn)之前,,遠(yuǎn)程導(dǎo)航與定位主要用無(wú)線導(dǎo)航系統(tǒng),。
1、無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)
羅蘭--C:工作在100KHZ,,由三個(gè)地面導(dǎo)航臺(tái)組成,,導(dǎo)航工作區(qū)域2000KM,一般精度200-300M,。
Omega(奧米茄):工作在十幾千赫,。由八個(gè)地面導(dǎo)航臺(tái)組成,可覆蓋全球,。精度幾英里,。
多卜勒系統(tǒng):利用多卜勒頻移原理,通過(guò)測(cè)量其頻移得到運(yùn)動(dòng)物參數(shù)(地速和偏流角),,推算出飛行器位置,,屬自備式航位推算系統(tǒng)。誤差隨航程增加而累加,。
缺點(diǎn):覆蓋的工作區(qū)域?。浑姴▊鞑ナ艽髿庥绊?;定位精度不高
2,、衛(wèi)星定位系統(tǒng)
最早的衛(wèi)星定位系統(tǒng)是美國(guó)的子午儀系統(tǒng)(Transit),1958年研制,,64年正式投入使用。由于該系統(tǒng)衛(wèi)星數(shù)目較?。?-6顆),,運(yùn)行高度較低(平均1000KM),從地面站觀測(cè)到衛(wèi)星的時(shí)間隔較長(zhǎng)(平均1.5h),,因而它無(wú)法提供連續(xù)的實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航,,而且精度較低。為滿足軍事部門(mén)和民用部門(mén)對(duì)連續(xù)實(shí)時(shí)和三維導(dǎo)航的迫切要求,。1973年美國(guó)國(guó)防部制定了GPS計(jì)劃,。
發(fā)展歷程
GPS實(shí)施計(jì)劃共分三個(gè)階段:
第一階段為方案論證和初步設(shè)計(jì)階段。從1973年到1979年,,共發(fā)射了4顆試驗(yàn)衛(wèi)星,。研制了地面接收機(jī)及建立地面跟蹤網(wǎng)。
第二階段為全面研制和試驗(yàn)階段,。從1979年到1984年,,又陸續(xù)發(fā)射了7顆試驗(yàn)衛(wèi)星,,研制了各種用途接收機(jī)。實(shí)驗(yàn)表明,,GPS定位精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),。
第三階段為實(shí)用組網(wǎng)階段。1989年2月4日第一顆GPS工作衛(wèi)星發(fā)射成功,,表明GPS系統(tǒng)進(jìn)入工程建設(shè)階段,。1993年底實(shí)用的GPS網(wǎng)即(21+3)GPS星座已經(jīng)建成,今后將根據(jù)計(jì)劃更換失效的衛(wèi)星,。
原理
1,、GPS系統(tǒng)的組成
GPS由三個(gè)獨(dú)立的部分組成:
空間部分:21顆工作衛(wèi)星,3顆備用衛(wèi)星,。
地面支撐系統(tǒng):1個(gè)主控站,,3個(gè)注入站,5個(gè)監(jiān)測(cè)站,。
用戶設(shè)備部分:接收GPS衛(wèi)星發(fā)射信號(hào),,以獲得必要的導(dǎo)航和定位信息,經(jīng)數(shù)據(jù)處理,,完成導(dǎo)航和定位工作,。GPS接收機(jī)硬件一般由主機(jī)、天線和電源組成,。
定位原理
GPS定位的基本原理是根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù),,采用空間距離后方交會(huì)的方法,確定待測(cè)點(diǎn)的位置,。如圖所示,,假設(shè)t時(shí)刻在地面待測(cè)點(diǎn)上安置GPS接收機(jī),可以測(cè)定GPS信號(hào)到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間△t,,再加上接收機(jī)所接收到的衛(wèi)星星歷等其它數(shù)據(jù)可以確定以下四個(gè)方程式:
上述四個(gè)方程式中待測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)x,、y、z和Vto為未知參數(shù),,其中di=c△ti(i=1,、2、3,、4),。
di(i=1、2,、3,、4)分別為衛(wèi)星1、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3,、衛(wèi)星4到接收機(jī)之間的距離,。
△ti(i=1、2,、3,、4)分別為衛(wèi)星1、衛(wèi)星2,、衛(wèi)星3,、衛(wèi)星4的信號(hào)到達(dá)接收機(jī)所經(jīng)歷的時(shí)間。
c為GPS信號(hào)的傳播速度(即光速),。
四個(gè)方程式中各個(gè)參數(shù)意義如下:
x,、y、z為待測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)的空間直角坐標(biāo),。
xi,、yi、zi(i=1,、2,、3、4)分別為衛(wèi)星1,、衛(wèi)星2,、衛(wèi)星3、衛(wèi)星4在t時(shí)刻的空間直角坐標(biāo),,
可由衛(wèi)星導(dǎo)航電文求得,。
Vti(i=1、2,、3,、4)分別為衛(wèi)星1、衛(wèi)星2,、衛(wèi)星3,、衛(wèi)星4的衛(wèi)星鐘的鐘差,由衛(wèi)星星歷提供,。
Vto為接收機(jī)的鐘差。
由以上四個(gè)方程即可解算出待測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)x,、y,、z和接收機(jī)的鐘差Vto。
DGPS原理
目前GPS系統(tǒng)提供的定位精度是優(yōu)于10米,,而為得到更高的定位精度,,我們通常采用差分GPS技術(shù):將一臺(tái)GPS接收機(jī)安置在基準(zhǔn)站上進(jìn)行觀測(cè)。根據(jù)基準(zhǔn)站已知精密坐標(biāo),計(jì)算出基準(zhǔn)站到衛(wèi)星的距離改正數(shù),,并由基準(zhǔn)站實(shí)時(shí)將這一數(shù)據(jù)發(fā)送出去,。用戶接收機(jī)在進(jìn)行GPS觀測(cè)的同時(shí),也接收到基準(zhǔn)站發(fā)出的改正數(shù),,并對(duì)其定位結(jié)果進(jìn)行改正,,從而提高定位精度。差分GPS分為兩大類(lèi):偽距差分和載波相位差分,。
1.偽距差分原理
這是應(yīng)用最廣的一種差分,。在基準(zhǔn)站上,觀測(cè)所有衛(wèi)星,,根據(jù)基準(zhǔn)站已知坐標(biāo)和各衛(wèi)星的坐標(biāo),,求出每顆衛(wèi)星每一時(shí)刻到基準(zhǔn)站的真實(shí)距離。再與測(cè)得的偽距比較,,得出偽距改正數(shù),,將其傳輸至用戶接收機(jī),提高定位精度,。這種差分,,能得到米級(jí)定位精度,如沿海廣泛使用的“信標(biāo)差分”,。
2.載波相位差分原理
載波相位差分技術(shù)又稱(chēng)RTK(RealTimeKinematic)技術(shù),,是實(shí)時(shí)處理兩個(gè)測(cè)站載波相位觀測(cè)量的差分方法。即是將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)給用戶接收機(jī),,進(jìn)行求差解算坐標(biāo),。載波相位差分可使定位精度達(dá)到厘米級(jí)。大量應(yīng)用于動(dòng)態(tài)需要高精度位置的領(lǐng)域,。
GPS構(gòu)成
1,。空間部分
GPS的空間部分是由21顆工作衛(wèi)星組成,它位于距地表20 200km的上空,均勻分布在6 個(gè)軌道面上(每個(gè)軌道面4 顆) ,軌道傾角為55°,。此外,還有3 顆有源備份衛(wèi)星在軌運(yùn)行,。衛(wèi)星的分布使得在全球任何地方、任何時(shí)間都可觀測(cè)到4 顆以上的衛(wèi)星,并能在衛(wèi)星中預(yù)存的導(dǎo)航信息,。GPS的衛(wèi)星因?yàn)榇髿饽Σ恋葐?wèn)題,,隨著時(shí)間的推移,導(dǎo)航精度會(huì)逐漸降低,。
2. 地面控制系統(tǒng)
地面控制系統(tǒng)由監(jiān)測(cè)站(Monitor Station),、主控制站(Master Monitor Station)、地面天線(Ground Antenna)所組成,主控制站位于美國(guó)科羅拉多州春田市(Colorado Spring),。地面控制站負(fù)責(zé)收集由衛(wèi)星傳回之訊息,并計(jì)算衛(wèi)星星歷,、相對(duì)距離,大氣校正等數(shù)據(jù),。
3。用戶設(shè)備部分
用戶設(shè)備部分即GPS 信號(hào)接收機(jī),。其主要功能是能夠捕獲到按一定衛(wèi)星截止角所選擇的待測(cè)衛(wèi)星,,并跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行。當(dāng)接收機(jī)捕獲到跟蹤的衛(wèi)星信號(hào)后,,就可測(cè)量出接收天線至衛(wèi)星的偽距離和距離的變化率,解調(diào)出衛(wèi)星軌道參數(shù)等數(shù)據(jù),。根據(jù)這些數(shù)據(jù),接收機(jī)中的微處理計(jì)算機(jī)就可按定位解算方法進(jìn)行定位計(jì)算,,計(jì)算出用戶所在地理位置的經(jīng)緯度,、高度、速度,、時(shí)間等信息,。接收機(jī)硬件和機(jī)內(nèi)軟件以及GPS 數(shù)據(jù)的后處理軟件包構(gòu)成完整的GPS 用戶設(shè)備。GPS 接收機(jī)的結(jié)構(gòu)分為天線單元和接收單元兩部分,。接收機(jī)一般采用機(jī)內(nèi)和機(jī)外兩種直流電源,。設(shè)置機(jī)內(nèi)電源的目的在于更換外電源時(shí)不中斷連續(xù)觀測(cè)。在用機(jī)外電源時(shí)機(jī)內(nèi)電池自動(dòng)充電,。關(guān)機(jī)后,,機(jī)內(nèi)電池為RAM存儲(chǔ)器供電,以防止數(shù)據(jù)丟失,。目前各種類(lèi)型的接受機(jī)體積越來(lái)越小,,重量越來(lái)越輕,便于野外觀測(cè)使用,。其次則為使用者接收器,現(xiàn)有單頻與雙頻兩種,但由于價(jià)格因素,一般使用者所購(gòu)買(mǎi)的多為單頻接收器,。
GPS的發(fā)展應(yīng)用
發(fā)展應(yīng)用
現(xiàn)在,人們?cè)絹?lái)越意識(shí)到GPS作用的重大及其應(yīng)用領(lǐng)域的廣闊,,除軍事應(yīng)用外,,它已被廣泛應(yīng)用于航天、航空,、航海,、測(cè)量、勒探等諸多領(lǐng)域,,隨著GPS接收板價(jià)格的不斷下降和其性能的不斷提高,,GPS系統(tǒng)在汽車(chē)防盜上的應(yīng)用越來(lái)越普遍,當(dāng)汽車(chē)被盜時(shí),,GPS系統(tǒng)可不斷提供被盜車(chē)輛的位置,,從而配合警方快速出警,打擊犯罪,。例如:目前效力于意大利國(guó)際米蘭隊(duì)的世界著名球星羅納爾多,在里約熱內(nèi)盧度假時(shí)駕駛自己心愛(ài)的寶馬車(chē)遭到五名手持武器的劫匪打劫,幸運(yùn)的是,,羅納爾多的寶馬車(chē)裝有衛(wèi)星定位系統(tǒng),,不出1小時(shí),被搶走的車(chē)就物歸原主了,。正如專(zhuān)家所預(yù)言的那樣,,GPS將改變汽車(chē)防盜行業(yè)的經(jīng)營(yíng)方式,它將是繼計(jì)算機(jī)革命之后的又一場(chǎng)革命,。
應(yīng)用領(lǐng)域
GPS適合用于:車(chē)載GPS系統(tǒng),,GPS系統(tǒng),出租車(chē)GPS,,物流GPS,,汽車(chē)GPS,汽車(chē)全球定位,,汽車(chē)防盜,,GPS防盜,車(chē)載GSM,,汽車(chē)位置服務(wù),,運(yùn)鈔車(chē)GPS,公交車(chē)隊(duì)GPS,車(chē)載GPS,,導(dǎo)航GPS,,110聯(lián)動(dòng)GPS,公安巡邏GPS,,120急救GPS,,119火警GPS,中國(guó)移動(dòng)GSM網(wǎng)絡(luò)汽車(chē)鎖,,GSM汽車(chē)防盜汽器,,報(bào)警器,防盜報(bào)警器,,防盜器,,防盜報(bào)警,防盜系統(tǒng),,防盜產(chǎn)品,,家用防盜報(bào)警器,汽車(chē)單,、雙向報(bào)警器,,家庭防盜系統(tǒng),樓宇對(duì)講,,倒車(chē)?yán)走_(dá),,汽車(chē)定位,,摩托車(chē)防盜器,電動(dòng)車(chē)防盜器,,移動(dòng)/聯(lián)通GSM新業(yè)務(wù),,GPS導(dǎo)航,GPS汽車(chē)定位,,GPS防盜器,,GPS導(dǎo)航儀全球定位,GPS-GPRS-GSM全球衛(wèi)星定位