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什么是GPS

发表时间2006年6月2日  阅读次数:  『字体: 』 『刷新』 『关闭

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什么是GPS
随着科学的发展GPS已经不是一个陌生的名词了,GPS在海湾战争中大显身手并给人以深刻的印象,但是有谁能了解GPS的真正含义呢?
GPS 是有美国国防部( U.S. Department of Defense --DOD)开发的一套基于卫星的无线导航系统。 无论是陆地、海洋还是太空用户都可以通过GPS系统全天侯、一天24小时、全球任何位置的精确定位他们的三维坐标、速度和时间,其定位精度比目前以及可以预见的将来任何无线导航系统都要高!
GPS 包括三个基本部分:
①太空部分
②控制部分
③用户部分
  GPS 的工作概念是基于卫星的距离修正。用户通过测量到太空各可视卫星的距离来计算他们的当前位置,卫星的左右相当于精确的已知参考点。每颗 GPS 卫星时刻发布其位置和时间数据信号,用户接收机可以测量每颗卫星信号到接收机的时间延迟,根据信号传输的速度就可以计算出接收机到不同卫星的距离。同时收集到至少四颗卫星的数据时就可以解算出三维坐标、速度和时间。

GPS原理
GPS接收机可接收到可用于授时的准确至纳秒级的时间信息;用于预报未来几个月内卫星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广播星历,精度为几米至几十米(各个卫星不同,随时变化);以及GPS系统信息,如卫星状况等。

  GPS接收机对码的量测就可得到卫星到接收机的距离,由于含有接收机卫星钟的误差及大气传播误差,故称为伪距。对0A码测得的伪距称为UA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。
  
   GPS接收机对收到的卫星信号,进行解码或采用其它技术,将调制在载波上的信息去掉后,就可以恢复载波。严格而言,载波相位应被称为载波拍频相位,它是收到的受多普勒频 移影响的卫星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,保持对卫星信号的跟踪,就可记录下相位的变化值,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,即整周模糊度,只能在数据处理中作为参数解算。相位观测值的精度高至毫米,但前提是解出整周模糊度,因此只有在相对定位、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相位观测值。
  
   按定位方式,GPS定位分为单点定位和相对定位(差分定位)。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,它只能采用伪距观测量,可用于车船等的概略导航定位。相对定位(差分定位)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,它既可采用伪距观测量也可采用相位观测量,大地测量或工程测量均应采用相位观测值进行相对定位。

  在GPS观测量中包含了卫星和接收机的钟差、大气传播延迟、多路径效应等误差,在定位计算时还要受到卫星广播星历误差的影响,在进行相对定位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,双频接收机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(大气有明显差别),应选用双频接收机。

  在定位观测时,若接收机相对于地球表面运动,则称为动态定位,如用于车船等概略导航定位的精度为30一100米的伪距单点定位,或用于城市车辆导航定位的米级精度的伪距差分定位,或用于测量放样等的厘米级 的相位差分定位(RTK),实时差分定位需要数据链将 两个或多个站的观测数据实时传输到一起计算。在定位观测时,若接收机相对于地球表面静止,则称为静态定位,在进行控制网观测时,一般均采用这种方式由几台接收机同时观测,它能最太限度地发挥GPS的定位精度,专用于这种目的的接收机被称为大地型接收机,是接收机中性能最好的一类。目前,GPS已经能够达到地壳形变观测的精度要求,IGS的常年观测台站已经能构成毫米级的全球坐标框架。

GPS案例
物流企业使用GPS的优势

货物和司机的安全有了更高程度的保证。
货主可以主动、随时了解到货物的运行状态信息及货物运达目的地的整个过程。
增强物流企业和货主之间的相互信任。
物流企业可以充分了解车辆信息,通过配货、调度等途径提高企业的经济效益和管理水平。

GPS/GSM特点及应用

对移动物体进行准确定位
GSM网覆盖面积大,GPS更大,可以实现全国范围内的调度、管理
应用GSM网的短消息方式传送GPS定位信息和相关信息
GPS免费使用,GSM短消息需要付费
主要应用是调度、监控和报警

GPS技术应用流程

当货主交付货物后,物流公司将提货单和密码交给货主,同时将货单输入到因特网GPS物流平台中;当货物装到运输车辆后,将代表该车辆的SIM卡号与货单联系起来。这样,货主和物流公司都可以随时随地通过因特网按货单号和密码查询货物当前的运输地理位置。

物流企业

提供物流车辆,并提供每辆车的SIM卡
录入货单,将货单号与承担运输车辆的SIM卡号联系起来
提供货主每张单据的密码
货物交付后,转移单据保存,撤销密码
收取货主运输费用
支付网络服务商服务费用
向GSM网运营商支付短消息费用及SIM卡费用

货主

交付货物,并支付运输款
利用密码和单据号码,随时上因特网查询货物实际地点
向相关部门支付短消息费用

产品功能

提供定位信息
无线/有线通讯(采用工业级模块)
数据存储(5000条定位信息)
利用短消息和话音信道传送报警信号
连接外部设备
利用话音信道传送大数据量信息
后备电源支持
传输控制(车辆停驶时可以不传送信息)

产品中采用的新技术存储器采用预存定位信息的方式,可以减少GSM网盲区问题,降低短消息费用,对车辆的工作路径进行有效管理。
有效利用话音信道回传大数据量时,可减少传输数据费用;发送报警信号时,可防止由于短消息延迟造成的阻塞。

GPS全球地位系统
  人们常常在长途跋涉中,为许多野生动物具有迁徙本领赞叹不已,同时也梦想着人类也能拥有这样的能力。

  从远古的黄帝战蚩尤时,就发明了第一种定向工具"指南车"。在其后漫长的生产实践和科学实践中,尤其是航海和天文学的发展,大大推进导航技术的发展。人类相继发明了磁罗盘、六分仪、无线电定位导航系统和惯性导航系统。

  然而,由于其定位精度、导航作用范围,以及易受环境气候等限制,这些导航系统还不能完全满足需要。

 


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