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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。另外一种解释为G/s(GBpers)

GPS应用操作

GPS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。

1.跟踪定位

2.轨迹回放

3.报警(报告)

4.里程统计

5.短信通知功能

6.车辆远程控制

7.油耗检测

8.车辆调度

GPS构成

1.空间部分

GPS的空间部分是由24颗卫星组成(21颗工作卫星,3颗备用卫星),它位于距地表20200km的上空,均匀分布在6个轨道面上(每个轨道面4颗),轨道倾角为55°。卫星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,并能在卫星中预存的导航信息。GPS的卫星因为大气摩擦等问题,随着时间的推移,导航精度会逐渐降低。

2.地面控制系统

地面控制系统由监测站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天线(Ground Antenna)所组成,主控制站位于美国科罗拉多州春田市(Colorado Spring)。地面控制站负责收集由卫星传回之讯息,并计算卫星星历、相对距离,大气校正等数据。

3.用户设备部分

用户设备部分即GPS信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星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的卫星信号后,就可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据,接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算,计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接收机硬件和机内软件以及GPS数据的后处理软件包构成完整的GPS用户设备。GPS接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。

接收机一般采用机内和机外两种直流电源。设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时机内电池自动充电。关机后,机内电池为RAM存储器供电,以防止数据丢失。目前各种类型的接受机体积越来越小,重量越来越轻,便于野外观测使用。其次则为使用者接收器,现有单频与双频两种,但由于价格因素,一般使用者所购买的多为单频接收器。

GPS术语

1.GPS Generalized Processor Sharing通用处理器共享

2.GPS Global Positioning System全球定位卫星/系统

3.[GPSS] General Purpose Systems Simulator通用系统模拟器

4.[DGPS] Differential GPS差分GPS,差分全球定位系统

5.GPS General Phonetic Symbols捷易读注音符

GPS原理

GPS导航仪

GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离,然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的,卫星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。而用户到卫星的距离则通过纪录卫星信号传播到用户所经历的时间,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,而是伪距(PR):当GPS卫星正常工作时,会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码(简称伪码)发射导航电文。GPS系统使用的伪码一共有两种,分别是民用的C/A码和军用的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;P码频率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。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来,以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字码;每三十秒重复一次,每小时更新一次。后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块,其中最重要的则为星历数据。当用户接受到导航电文时,提取出卫星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卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置,用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。

可见GPS导航系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。然而,由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步,所以除了用户的三维坐标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机所处的位置,至少要能接收到4个卫星的信号。

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。

GPS定位原理

GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星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时刻在地面待测点上安置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卫星星历等其它数据可以确定以下四个方程式)

相对论为GPS提供了所需的修正

全球定位系统GPS卫星的定时信号提供纬度、经度和高度的信息,精确的距离测量需要精确的时钟。因此精确的GPS接受器就要用到相对论效应。

准确度在30米之内的GPS接收机就意味着它已经利用了相对论效应。华盛顿大学的物理学家CliffordM.Will详细解释说:“如果不考虑相对论效应,卫星上的时钟就和地球的时钟不同步。”相对论认为快速移动物体随时间的流逝比静止的要慢。Will计算出,每个GPS卫星每小时跨过大约1.4万千米的路程,这意味着它的星载原子钟每天要比地球上的钟慢7微秒。

而引力对时间施加了更大的相对论效应。大约2万千米的高空,GPS卫星经受到的引力拉力大约相当于地面上的四分之一。结果就是星载时钟每天快45微秒,GPS要计入共38微秒的偏差。Ashby解释说:“如果卫星上没有频率补偿,每天将会增大11千米的误差。

”(这种效应事实上更为复杂,因为卫星沿着一个偏心轨道,有时离地球较近,有时又离得较远。)

GPS前景

由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点,作为先进的测量手段和新的生产力,已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。

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GPS技术的应用,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年后的市场将达到30亿美元,而在我国,汽车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。

GPS特点

全球定位系统的主要特点:

(1)全球、全天候工作。

①定位精度高。单机定位精度优于10m,采用差分定位,精度可达厘米级和毫米级。

②功能多,应用广。

GPS系统的特点:高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等。

1、定位精度高

应用实践已经证明,GPS相对定位精度在50KM以内可达10-6,100-500KM可达10-7m,1000KM可达10-9m。在300-1500M工程精密定位中,1小时以上观测的解其平面其平面位置误差小于1mm,与ME-5000电磁波测距仪测定得边长比较,其边长较差最大为0.5mm,校差中误差为0.3mm。

2、观测时间短

随着GPS系统的不断完善,软件的不断更新,目前,20KM以内相对静态定位,仅需15-20分钟;快速静态相对定位测量时,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,然后可随时定位,每站观测只需几秒钟。

GPS功用

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的应用

主要是为船舶,汽车,飞机等运动物体进行定位导航。例如:

1.船舶远洋导航和进港引水

2.飞机航路引导和进场降落

3.汽车自主导航

4.地面车辆跟踪和城市智能交通管理

5.紧急救生

6.

个人旅游及野外探险

7.个人通讯终端(与手机,PDA,电子地图等集成一体)

1.电力,邮电,通讯等网络的时间同步

2.准确时间的授入

3.准确频率的授入

1.各种等级的大地测量,控制测量

2.道路和各种线路放样

3.水下地形测量

4.地壳形变测量,大坝和大型建筑物变形监测

5.GIS应用

6.工程机械(轮胎吊,推土机等)控制

7.精细农业

GPS首次出现在军事应用

1989年,一群认真专注的工程师和一个伟大的产品构想,造就了今日全球卫星定位导航系统的领导品牌GARMIN—兼具最佳的销售成绩与专业技术。由制造当初在波斯湾战争中被联军采用的第一台手持GPS,到现今成为GPS的第一品牌,GARMIN的产品以更优良的功能和用途远远超越传统GPS接收器,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接收装置短缺的问题,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,美国国防部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%。

GPS在道路工程中的应用

GPS在道路工程中的应用,目前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,对勘测技术提出了更高的要求,由于线路长,已知点少,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。目前,国内已逐步采用GPS技术建立线路首级高精度控制网,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的精度,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,同时对检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在个人定位中的应用国内首款语音彩信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、嵌入式语音播报技术、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

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。

GPS在长途客运车辆管理中的应用(举例)

以国内首套专业的GPS长途客运车辆管理系统——它就是结合了卫星定位技术、GPRS/CDMA通讯业务、GIS技术、图像采集技术、计算机网络和数据库等技术,在客运公司建立一个总控(C/S结构和B/S结构相结合),其它设为分控,公安部门和运管部门等各部门建立专控的中心系统,系统由控制中心系统、无线通信平台(GPRS/CDMA)、全球卫星定位系统(GPS)、车载设备四部分组成一个全天候、全范围的驾驶员管理和车辆跟踪的综合平台;系统可对注册车辆实施动态跟踪、监控、拍照、行车记录、管理、数据分析等功能,监控车辆可以在电子地图上显示出来,并保存车辆运行轨迹数据;操作终端可任意选择服务器内部局域网或国际互联网对中心进行访问并可通过IE浏览器提供网上综合客车管理数据分析控制系统(B/S结构);

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)――源自美国硅谷,现已登录中国!

产品核心功能:

1)地图查询

◎可以在操作终端上搜索你要去的目的地位置。

◎可以记录你常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,

2)路线规划

◎GPS导航系统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。

3)自动导航

◎语音导航:

◎画面导航:

◎重新规划线路:

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。

4.2.1按接收机的用途分类

1.导航型接收机

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码伪距测量,单点实时定位精度较低,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。

星载型——用于卫星的导航定位。由于卫星的速度高达7km/s以上,因此对接收机的要求更高。

2.测地型接收机

测地型接收机主要用于精密大地测量和精密工程测量。这类仪器主要采用载波相位观测值进行相对定位,定位精度高。仪器结构复杂,价格较贵。

3.授时型接收机

这类接收机主要利用GPS卫星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时间同步。

4.2.2按接收机的载波频率分类

单频接收机

单频接收机只能接收L1载波信号,测定载波相位观测值进行定位。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。

双频接收机

双频接收机可以同时接收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,因此双频接收机可用于长达几千公里的精密定位。

4.2.3按接收机通道数分类

GPS接收机能同时接收多颗GPS卫星的信号,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为天线信号通道。根据接收机所具有的通道种类可分为:

多通道接收机

序贯通道接收机

多路多用通道接收机

4.2.4按接收机工作原理分类

码相关型接收机

码相关型接收机是利用码相关技术得到伪距观测值。

平方型接收机

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,测定伪距观测值。

混合型接收机

这种仪器是综合上述两种接收机的优点,既可以得到码相位伪距,也可以得到载波相位观测值。

干涉型接收机

这种接收机是将GPS卫星作为射电源,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。

测地型GPS

测地型接收机主要用于精密大地测量和精密工程测量。这类仪器主要采用载波相位观测值进行相对定位,定位精度高。仪器结构复杂,价格较贵。根据使用用途和精度,又分为静态(单频)接收机和动态(双频)接收机即RTK.

目前,在GPS技术开发和实际应用方面,国际上较为知名的生产厂商有美国Trimble(天宝)导航公司、瑞士LeicaGeosystems(徕卡测量系统)、日本TOPCON(拓普康)公司,国内厂家主要有南方测绘、中海达、华测、科力达等。

南方测绘的GPS接收机产品主要有RTKS82、S86、S82-1、S86-T、蓝牙静态GPS等。其中S82-T采用一体化设计,集成GPS天线、UHF数据链、BD970、天宝嵌入式定位技术、即插即用式U盘设计、蓝牙通讯模块、锂电池,其RTK定位精度:平面±(1cm+1ppm),垂直±(2cm+1ppm);静态后处理精度:平面±(2.5mm+1ppm),垂直±(5mm+1ppm);单机定位精度:1.5m(CEP);码差分定位精度:0.45m(CEP)。

中海达测绘的GPS接收机产品主要包括静态一体化接收机HD-8200G和GD-8200X,其中HD-8200G配备有无线遥控器,可远距离查看卫星状况等关键信息,8200X配备有语音导航功能,可通过面板直接设置静态采集关键参数卫星高度角和采样间隔。RTK产品主要有珠峰HD-5800、V8CORSRTK、V8GNSSRTK。RTK作业精度:静态后处理精度:平面:±2.5mm+1ppm,高程:±5.0mm+1ppm,RTK定位精度:平面:±1cm+1ppm,高程:±2cm+1ppm,码差分定位精度:0.45m(CEP),单机定位精度:1.5m(CEP)。V8具有八大创新技术。

华测的GPS接收机产品主要有X60CORS、X20单频接收机、X90一体化RTK、X60双频接收机等。国内通过中华人民共和国制造计量器具许可证获得的精度最高的产品,其中,X90为28通道双频GPS接收机,集成双频GPS接收机、双频测量型GPS天线、UHF无线电、进口蓝牙模块和电池,动态精度:水平10mm+1ppm,垂直20mm+1ppm;静态精度:水平5mm+1ppm,垂直10mm+1ppm,能达到10-30公里的作用范围(因实际地域情况有所差别),既可以承受从3米高度跌落到坚硬的地面,也可浸入水下1米深处进行测量。X90具有静态、快速静态、RTK、PPK、码差分等多种测量模式,精度范围为毫米级到亚米级。而且可与天宝,徕卡等主流品牌联合作业。

科力达GPS是一个新兴品牌,主要型号有风云K9和静态K7。科力达风云K9双频RTKGPS接收机带电池重量0.8kg,为国内最轻一款GPS接收机,采用密封橡胶圈设计,防尘防水等级达到IP67。坚固轻便的外壳,抗2米自然跌落,2W低功耗,数据更新率高达20Hz,信号重捕获:0.5~1.0秒。静态精度:平面±3mm+1ppm,高程±5mm+1ppm;

RTK精度:平面±1cm+1ppm,高程±2cm+1ppm;码差分定位精度:0.45m(CEP);单机定位精度:1.5m(CEP)。采用PAC和Vision相关技术,能够有效消除来自天线附近或强多路径干扰环境下的多路径干扰信号,具有高精度、高可靠性和高数据采样率的特点,经升级可支持俄罗斯的GLONASS卫星定位系统,从而实现GPS+GLONASS双星系统定位能力。

车载GPS

当通过硬件和软件做成GPS定位终端用于车辆定位的时候,称为车载GPS,但光有定位还不行,还要把这个定位信息传到报警中心或者车载GPS持有人那里,我们称为第三方。所以GPS定位系统中还包含了GSM网络通讯(手机通讯),通过GSM网络用短信的方式把卫星定位信息发送到第三方。通过微机解读短信电文,在电子地图上显示车辆位置。这样就实现了车载GPS定位。与此同时,在车上安装相应的探测传感器,利用车载GPS定位的GSM网络通讯功能,同样能把防盗报警信息发送到第三方,或者把这个报警电话、短信直接发送到车主手机上,完成车载GPS防盗报警。这里可以看出,车载GPS定位的GSM网络部分实际上是一个智能手机,可以和第三方互相通讯,还可以把车辆被抢,司机被劫、被绑架等信息发送到第三方。所以说车载GPS定位是定位、防盗、防劫的。

目前市场销售很广阔,经常被大家提及的是一般的民用的导航gps,这样的gps主要是给汽车定位,导航。目前越来越发达的道路,错综复杂的高架桥给驾驶者越来越难分辨道路。导航车载gps的确是给驾驶者带来了极大的方便!

而且现在的导航gps还具有提前预警电子眼、查询全国旅游景点、酒店等服务。的确是旅游带来了极大的方便!以达伽马鹰隼G808为例,以上功能均可以自助实现,远程控制和查询!

类似车载GPS

类似车载GPS终端的还有定位手机、个人定位器等。GPS卫星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。

目前所有的GPS定位终端,都没有导航功能。因为再需要增加硬件和软件,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,这与真正的GPS定位是不同的,它不能把定位信息传送到第三方和持有人那里,因为导航仪中缺少手机功能。比如你把导航仪放在车里,你朋友把车借开走了,导航仪不能发信息给你,那你就无法查找车辆位置。所以导航仪是不能定位的。

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,现在车被盗了,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。所以说目前的导航终端都没有定位功能。

导航终端可以导航路线,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。

中国目前在GPS应该上取得了很大的市场.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。

各种GPS/GIS/GSM/GPRS车辆监控系统软件、GSM和GPRS移动智能车载终端、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PNX1090Nexperia移动多媒体处理器硬件和由NXP与合作伙伴ALKTechnologies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swGPSPersonal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!

由于卫星运行轨道、卫星时钟存在误差,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。接收机收到该修正数后,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。

GPS预警器

GPS预警器是通过GPS卫星在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预警器到达这个点时,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。这样的准确率跟数据点的多少是有关系的,主要就是利用卫星的定位来实现了。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,目前有些反测速型的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.

GPStar智能GPS系统

主要由两大部分组成,即:本地的监控中心软件管理平台和远程的GPS智能车载终端。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,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管理员,由管理员决定是否要对目标车辆采取必要措施。

GPS在新世纪的发展

进入21世纪,全球定位系统(GPS)在各方面的应用都将加强和发展。本文对GPS走向21世纪时的最新发展情况,特别是当前国际GPS服务(1GS)的产品内容、应用和服务等方面作重点介绍。

一、GPS连续运行站网和综合服务系统的发展

在全球地基GPS连续运行站(约200个)的基础上所组成的IGS(International GPS Service),是GPS连续运行站网和综合服务系统的范例。

它无偿向全球用户提供GPS各种信息,如GPS精密星历、快速星历、预报星历、IGS站坐标及其运动速率、IGS站所接收的GPS信号的相位和伪距数据、地球自转速率等。这些信息在大地测量和地球动力学方面支持了无数的科学项目,包括电离层、气象、参考框架、精密时间传递、高分辨的推算地球自转速率及其变化、地壳运动等。

(1)IGS现在提供的轨道有三类:一是最终(精密)轨道,要在10—12天以后得到它,常用于精密定位;二是快报轨道,要在1天以后得到,它常用于大气的水汽含量、电离层计算等;还有一类是预报轨道。

关于对GPS星钟偏差方面的估计,目前只有两个IGS分析中心提供。IGS目前近200个永久连续运行的全球跟踪站中,使用的外部频率标准近70个,其中约30个使用氢钟,约20个使用铯原子钟,约20个使用铷原子钟,其余的使用GPS内部的晶体震荡器。

(2)IGS还提供极移和世界时信息。IGS公布的最终的每日极坐标(x,y),其精度为±0.1mas,快报的相应精度为±0.2mas。GPS作为一种空间大地测量技术,本身并不具备测定世界时(UT)的功能,但由于一方面GPS卫星轨道参数和UT相关,另一方面,也和测定地球自转速率有关,而自转速率又是UT的时间导数,因此IGS仍能给出每天的日长(LOD)值。IGS现在还能进一步求定章动项和高分辨率的极移(达每2小时1次,而不是现在的1天1次),后者主要源于IGS各观测站观测质量的提高,数据传输迅速和及时,以及数据处理方法的改进,并没有本质的改变,而前者却是技术上的一个跨跃。

(3)IGS提供的一个极为有用和重要的信息是IGS的那些连续运行站(跟踪站)的坐标、相应的框架、历元和站移动速度。前者精度好于1cm,后者精度好于1mm/y。IGS站坐标所采用的坐标参考框架是和IERS互相协调的。1993年末开始使用ITRF91,1994年使用ITRF92,1995年到1996年中期使用ITRF93,1996年中期到1998年4月一直使用ITRF94,1998年3月1日转而采用ITRF96,1999年8月1日开始IGS采用ITRF97。

(4)IGS在测定短期章动方面的新贡献。众所周知,地球自转轴在地球表面上的移动称为极移,而它在惯性空间中的运动称为岁差和章动。

GPS技术不能确定UT,而只能确定日长。同样这一原则也适用于章动,即GPS数据不能测定章动的经度和倾角,但能确定这些量的时间变率(对时间的导数)。基于这一原理,用了3年的每天的ψ和ε值的资料,估算短期章动项的章动振幅,并与VLBI结果作了比较。结论认为,就测定章动短周期项而言,GPS方法优于VLBI,而对超过1个月以上的长周期而言,VLBI较优。

由于对GPS技术的IGS作出了如此大的成绩和贡献,因此1999年9月各国的VLBI站和SLR站决定也组织类似于IGS的相应的IVS和IVRS。法国的DORIS和德国的PRARE也正在考虑成立类似模式的国际组织。力求使这类空间大地测量观测系统组织起来,提高效率、提高精度和可靠性。

就地区性的GPS连续运行站网和综合服务系统而言,发达国家也已做了很多这方面工作,取得了进展。

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