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GPS的测量定义 GPS园地
GPS的测量定义 GPS 的 民 业 应 用 GPS 的 原 理 及 前 景 GPS 的 军 事 业 应 用
GPS与其它汽车防盗器的区别 什么是RTK技术? 更多的...
GLONASS园地 同时使用GPS和GLONASS系统有何优势
GLONASS系统和GPS系统的比较 GLONASS系统简介 更多的...
北斗园地 北斗系统与GPS相比有何特点?
北斗卫星导航系统适用于哪些应用领域? 北斗卫星导航系统有哪三大功能? 北斗卫星导航系统两颗星如何定位?更多的...
相关领域园地 你可能还不知道的GPRS网络10种另类应用
随着GPS技术的进步和接收机的迅速发展,GPS在测量定位领域已得到了较为广泛的应用。但是,针对不同的领域和用户的不同要求,需要采用的具体测量方法是不一样的。一般来说,GPS测量模式可分为静态测量和动态测量两种模式,而静态测量模式又分常规静态测量模式和快速静态测量模式,动态测量模式分准动态测量模式(后处理动态,走走停停)和实时动态测量模式,实时动态测量模式分DGPS和RTK方式。下面分别介绍如下: 1、常规静态测量 这种模式采用两台(或两台以上)GPS接收机,分别安置在一条或数条基线的两端,同步观测4颗以上卫星,每时段根据基线长度和测量等级观测45分钟以上的时间。这种模式一般可以达到5mm十1ppm的相对定位精度。
常规静态测量常用于建立全球性或国家级大地控制网,建立地壳运动监测网、建立长距离检校基线、进行岛屿与大陆联测、钻井定位及精密工程控制网建立等。 2、快速静态测量 这种模式是在一个已知测站上安置一台GPS接收机作为基准站,连续跟踪所有可见卫星。移动站接收机依次到各待测测站,每测站观测数分钟。这种模式常用于控制网的建立及其加密、工程测量、地籍测量等。
需要注意的是这种方法要求在观测时段内确保有5颗以上卫星可供观测;流动点与基准点相距应不超过20km。 3、准动态测量 这种模式是在一个已知测站上安置一台GPS接收机作为基准站,连续跟踪所有可见卫星。移动站接收机在进行初始化后依次到各待测测站,每测站观测几个历元数据。这种方法不同于快速静态,除了观测时间不一样外,它要求移动站在搬站过程中不能失锁,并且需要先在已知点或用其它方式进行初始化(采用有OTF功能的软件处理时例外)。 这种模式可用于开阔地区的加密控制测量、工程定位及碎部测量、剖面测量及线路测量等。需要注意的是这种方法要求在观测时段内确保有5颗以上卫星可供观测;流动点与基准点相距应不超过20km。 另外,有一种连续动态测量,也属于这种模式。这种测量是在一个基准点安置接收机连续跟踪所有可见卫星。流动接收机在初始化后开始连续运动,并按指定的时间间隔自动记录数据。这种方法常用于精密测定运动目标的轨迹、测定道路的中心线、剖面测量、航道测量等。 4、实时动态测量:DGPS和RTK 前面讲述的测量方法都是在采集完数据后用特定的后处理软件进行处理,然后才能得到精度较高的测量结果。而实时动态测量则是实时得到高精度的测量结果。这种模式具体方法是:在一个已知测站上架设GPS基准站接收机和数据链,连续跟踪所有可见卫星,并通过数据链向移动站发送数据。移动站接收机通过移动站数据链接收基准站发射来的数据,并在机进行处理,从而实时得到移动站的高精度位置。 DGPS通常叫做实时差分测量,精度为亚米级到米级,这种方式是基准站将基准站上测量得到的RTCM数据通过数据链传输到移动站,移动站接收到RTCM数据后,自动进行解算,得到经差分改正以后的坐标。 RTK则是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量,它是GPS测量技术发展中的一个新突破。它的工作思路与DGPS相似,只不过是基准站将观测数据发送到移动站(而不是发射RTCM数据),移动站接收机再采用更先进的在机处理方法进行处理,从而得到精度比DGPS高得多的实时测量结果。这种方法的精度一般为2厘米左右。 GPS 的 民 业 应 用
自GPS对民间开放以来,各种产品、应用层出不穷,GPS已经深入国民生产、日常生活的方方面面。 一、测量 GPS技术给测绘界带来了一场革命。利用载波相位差分技术(RTK),在实时处理两个观测站的载波相位的基础上,可以达到厘米级的精度。与传统的手工测量手段相比,GPS技术有着巨大的优势:
l 测量精度高。 l 操作简便,仪器体积小,便于携带。 l 全天候操作。 l 观测点之间无须通视。 l
测量结果统一在WGS84坐标下,信息自动接收、存储,减少繁琐的中间处理环节。 当前,GPS技术已广泛应用于大地测量、资源勘查、地壳运动、地籍测量等领域。 二、交通 出租车、租车服务、物流配送等行业利用GPS技术对车辆进行跟踪、调度管理,合理分布车辆,以最快的速度响应用户的乘车或送请求,降低能源消耗,节省运行成本。
GPS在车辆导航方面发挥了重要的角色,在城市中建立数字化交通电台,实时发播城市交通信息,车载设备通过GPS进行精确定位,结合电子地图以及实时的交通状况,自动匹配最优路径,并实行车辆的自主导航。
民航运输通过GPS接收设备,使驾驶员着陆时能准确对准跑道,同时还能使飞机紧凑排列,提高机场利用率,引导飞机安全进离场。 三、救援 利用GPS定位技术,可对火警、救护、警察进行应急调遣,提高紧急事件处理部门对火灾、犯罪现场、交通事故、交通堵塞等紧急事件的响应效率。特种车辆(如运钞车)等,可对突发事件进行报警、定位,将损失降到最低。
有了GPS的帮助,救援人员就可在人迹罕至、条件恶劣的大海、山野、沙漠,对失踪人员实施有效的搜索、拯救。装有GPS装置的渔船,在发生险情时,可及时定位、报警,使之能更快更即使地获得救援。 四、农业 当前,发达国家已开始把GPS技术引入农业生产,即所谓的"精准农业耕作"。该方法利用GPS进行农田信息定位获取,包括产量监测、土样采集等,计算机系统通过对数据的分析处理,决策出农田地块的管理措施,把产量和土壤状态信息装入带有GPS设备的喷施器中,从而精确地给农田地块施肥、喷药。通过实施精准耕作,可在尽量不减产的情况下,降低农业生产成本,有效避免资源浪费,降低因施肥除虫对环境造成的污染。 五、娱乐消遣 随着GPS接收机的小型化以及价格的降低,GPS逐渐走进了人们的日常生活,成为人们旅游、探险的好帮手。通过GPS,人们可以在陌生的城市里迅速地找到目的地,并且可以最优的路径行驶;野营者带者GPS接收机,可快捷地找到合适的野营地点,不必担心迷路;甚至一些高档的电子游戏,也使用了GPS仿真技术。 GPS 的 原 理 及 前 景
GPS原理 24颗GPS卫星在离地面1万2千公里的高空上,以12小时的周期环绕地球运行,使得在任意时刻,在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。 由于卫星的位置精确可知,在GPS观测中,我们可得到卫星到接收机的距离,利用三维坐标中的距离公式,利用3颗卫星,就可以组成3个方程式,解出观测点的位置(X,Y,Z)。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差,实际上有4个未知数,X、Y、Z和钟差,因而需要引入第4颗卫星,形成4个方程式进行求解,从而得到观测点的经纬度和高程。 事实上,接收机往往可以锁住4颗以上的卫星,这时,接收机可按卫星的星座分布分成若干组,每组4颗,然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位,从而提高精度。 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,定位精度可提高到5米。 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20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 的军事业应用
美国提出GPS现代化的基本目的是满足和适应21世纪美国国防现代化发展的需要,这是GPS现代化中第一位的,根本的。具体地说,GPS现代化是为了更好地支持和保障军事行动。引用美军一名将领的原话:在军事行动的,或有危险的,或有威胁的环境下,要求GPS能对作战成员的战斗力提供更好的支持,对他们的生命提供更安全的保障,能有助于各类武器发挥更有效的作用。美国经过调查认为,军事用户对GPS的需求大体有以下4个主要方面。
· 在今后“信息战”“电子战”的背景下,GPS必须要有更好的抗电子干扰能力; · 要有安全的GPS使用范围,这包括两方面的含义,一是GPS用户能安全使用,二是对不同类型GPS用户要有不同使用范围,要区别对待;
· GPS用户要有更短的首次初始化时间; · 和其他军事导航系统和各类武器装备要相互配适。 使用美国GPS精码P(Y)的除美国军方以外,目前美国军方授权所在国家和地区的军方使用的有27个。其中主要是北约国家的军方,在授权亚太地区军方使用的国家和地区主要有:韩国、中国台湾、日本、新加坡、沙特阿拉伯、科威特、泰国等。 GPS除了在各类运载器(包括载人和火器)的导航和定位方面发挥了巨大作用外,在对战斗人员的支持和援助中发挥了关键性作用,因此评价极高。 在上述军事用户需求调查的基础上,美国军方和情报部门在1999年6月作出以下4项GPS现代化的响应技术措施。
· 增加GPS卫星发射的信号强度,以增加抗电子干扰能力。 · 在GPS信号频道上,增加新的军用码(M码),要与民用码分开。M码要有更好的抗破译的保密和安全性能。
· 军事用户的接受设备要比民用的有更好的保护装置,特别是抗干扰能力和快速初始化功能。 创造新的技术,以阻止和阻扰敌方使用GPS。
GPS与其它汽车防盗器的区别 2004-2-4 不少有车的朋友最担心车辆的安全。由于盗车收益丰厚,经常有车辆被盗,许多车主担心一不留神车辆就让人偷了。于是,几乎所有的车主在拿到新车钥匙时都去美容装潢店或维修厂装上了各种防盗锁。但究竟选择怎样的防盗锁才能确保车辆安全?
业内人士如是说……
机械防盗:只防盗不报警。在汽车装潢店内至少有一二十种汽车防盗器材,从各种机械结构的锁,以及各种电子报警防盗器,林林总总。据介绍,早期的汽车防盗器材主要是机械式的防盗锁,它主要是靠锁定离合、制动、油门或转向盘、变速挡来达到防盗的目的,但只防盗不报警。其优点是价格便宜,安装简便,几百元甚至几十元就能搞定。缺点是防盗不彻底,每次拆装比较麻烦,不用时还得找地方放置。机械锁发展至今经过了数次技术升级,目前已有了较可靠的方向盘锁和排挡锁等。有时车主会给车辆装上数种机械式的防盗器,据业内人士介绍,这样做可以在一定程度上吓阻盗车贼,增加盗贼实施盗窃的时间,增加盗车行为被发现的可能性。
电子防盗:方便但容易误报。为了克服机械锁只防盗不报警的缺点,电子报警防盗器应运而生。它主要靠锁定点火或起动来达到防盗的目的,同时具有声音报警功能。遥控式汽车防盗器的特点是可遥控防盗器的全部功能,可靠方便,可带有振动侦测门控保护等功能。随着科技的发展,遥控式汽车防盗器还增加了许多方便实用的附加功能,如:遥控中控门锁、遥控送放冷暖风、遥控电动门窗及遥控开行李舱等。现在市场上还出现有双向功能的电子防盗器,这种防盗器不仅能由车主遥控车辆,车辆还能将自身状态传送给车主,例如哪一侧的车门被开启或车窗玻璃破坏等。但是电子防盗器普遍存在误报警现象,而且警报声很容易被切掉,依然是孤立无助的状态,没有根本上解决车辆丢失问题。业内人士介绍,现在市场上许多新款轿车上都已经安装了原厂的汽车防盗器,有些车辆的钥匙上就有防盗芯片,随机变换开锁密码,使盗车贼无法用普通手段解锁,但这种钥匙一旦丢失就只能凭车辆的用户登记卡到原厂再配一套钥匙。而且,据公安部门的专家介绍,目前已经出现来自台湾香港的盗车团伙利用高科技的解码设备,不少电子锁能轻易被打开。
GPS:防盗报警两不误,但价钱稍贵。GPS卫星定位汽车防盗系统属网络式防盗器,是一种主动监护式防盗器,它主要靠锁定点火或起动达到防盗的目的,同时还可通过GPS卫星定位系统,将报警信息和报警车辆所在位置无声地传送到报警中心。GPS防盗器的功能非常多,不仅可以在全国范围内实时监测车辆位置,还可以通过车载移动电话监听车内声音,判断警情,必要时可以通过遥控关闭车辆油路、电路并锁死所有门窗。如果GPS防盗器被非法拆卸,它会自己发出报警信息,中心十秒钟左右就能准确判断车辆方位。相比较机械防盗和电子防盗,GPS防盗系统具有事先防盗事后追踪的特点,即便是整车被偷到外地,该系统也能很快将其找到。这种产品防盗的效果明显,但缺点是价格较为昂贵。
此外,选择GPS,和其它两种防盗措施不一样的是,GPS不仅仅是一项高价位的防盗投资,它同时还是一个长期的服务过程,在实际使用过程中,车主需要和监控中心发生长期的合作关系。
什么是RTK技术? 2004-2-4 常规的GPS测量方法,如静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度,而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法,它采用了载波相位动态实时差分(Real
- time kinematic)方法,是GPS应用的重大里程碑,它的出现为工程放样、地形测图,各种控制测量带来了新曙光,极大地提高了外业作业效率。
高精度的GPS测量必须采用载波相位观测值,RTK定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术,它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果,并达到厘米级精度。在RTK作业模式下,基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据,还要采集GPS观测数据,并在系统内组成差分观测值进行实时处理,同时给出厘米级定位结果,历时不到一秒钟。流动站可处于静止状态,也可处于运动状态;可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业,也可在动态条件下直接开机,并在动态环境下完成周模糊度的搜索求解。在整周末知数解固定后,即可进行每个历元的实时处理,只要能保持四颗以上卫星相位观测值的跟踪和必要的几何图形,则流动站可随时给出厘米级定位结果。 RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术,RTK定位时要求基准站接收机实时地把观测数据(伪距观测值,相位观测值)及已知数据传输给流动站接收机,数据量比较大,一般都要求9600的波特率,这在无线电上不难实现。
同时使用GPS和GLONASS系统有何优势 2004-2-4
一、
可见卫星数增加一倍:GLONASS卫星星座组网完成后,可用于导航定位的卫星总数将增加一倍。在地平线以上的可见卫星数纯GPS系统时,一般为7-11颗;GPS+GLONASS系统则可达到14-20颗。在山区或城市中,有时因障碍物遮挡,纯GPS可能无法工作,
GPS+GLONASS则可以工作。
二、
提高生产效率:在测量应用中,GPS测量所需要的观测时间取决于求解载波相位整周模糊度所需要的时间。观测时间越长或可观测到的卫星数越多,则用于求解载波相位整周模糊度的数据也就越多,求解结果的可靠性越好。为了提高生产效率,常使用快速定位、实时动态测量(RTK)或后处理动态测量。但要满足一定的精度要求,必须正确求解载波相位整周模糊度,可观测到的卫星数增加得越多,则求解载波相位整周模糊度所需要的观测时间就可缩短得越多,因此GPS+GLONASS可以提高生产效率。
三、 提高观测结果的可靠性:用卫星系统进行测量定位的观测结果的可靠性主要决定于用于定位计算的卫星颗数。因此GPS+GLONASS将大大提高观测结果的可靠性。
四、 提高观测结果的精度:观测卫星相对于测站的几何分布(DOP值)直接影响观测结果的精度。可观测到的卫星越多,则可以
大大改善观测卫星相对于测站的几何分布,从而提高观测结果的精度。
GLONASS系统和GPS系统的比较 |
2004-2-4 |
项目 |
GPS系统 |
GLONASS系统 |
星座卫星数 |
24 |
24 |
轨道面个数 |
6 |
3 |
轨道高度 |
20183公里 |
19100公里 |
运行周期 |
11小时58分 |
11小时15分 |
轨道倾角 |
55度 |
65度 |
载波频率 |
L1:1575.42MHz |
L1:1602.56-1615.50MHz |
L2:1227.60MHz |
L2:1246.44-1256.50MHz |
传输方式 |
码分多址 |
频分多址 |
调制码 |
C/A-码和P-码 |
S码和P码 |
时间系统 |
UTC |
UTC |
坐标系统 |
WGS-84 |
SGS-E90 |
SA |
有(2000年5月1日取消) |
无 |
AS |
有 |
无 |
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|
GLONASS系统简介 2004-1-12 GLONASS是GLObal NAvigation Satellite
System(全球导航卫星系统)的字头缩写,是前苏联从80年代初开始建设的与美国GPS系统相类似的卫星定位系统,也由卫星星座、地面监测控制站和用户设备三部分组成。现在由俄罗斯空间局管理。 GLONASS系统的卫星星座由24颗卫星组成,均匀分布在3个近圆形的轨道平面上,每个轨道面8颗卫星,轨道高度19100公里,运行周期11小时15分,轨道倾角64.8°。 与美国的GPS系统不同的是GLONASS系统采用频分多址(FDMA)方式,根据载波频率来区分不同卫星(GPS是码分多址(CDMA),根据调制码来区分卫星)。每颗GLONASS卫星发播的两种载波的频率分别为L1=1,602+0.5625k(MHz)和L2=1,246+0.4375k(MHz),其中k=1~24为每颗卫星的频率编号。所有GPS卫星的载波的频率是相同,均为L1=1575.42MHz和L2=1227.6MHz。 GLONASS卫星的载波上也调制了两种伪随机噪声码:S码和P码。俄罗斯对GLONASS系统采用了军民合用、不加密的开放政策。 GLONASS系统单点定位精度水平方向为16m,垂直方向为25m。 GLONASS卫星由质子号运载火箭一箭三星发射入轨,卫星采用三轴稳定体制,整量质量1400kg,设计轨道寿命5年。所有GLONASS卫星均使用精密铯钟作为其频率基准。第一颗GLONASS卫星于1982年10月12日发射升空。到目前为止,共发射了80余颗GLONASS卫星,最近一次是2000年10月13日发射了三颗卫星。截止2001年1月10日为止尚有10颗GLONASS卫星正在运行。 为进一步提高Glonass系统的定位能力,开拓广大的民用市场,俄政府计划用4年时间将其更新为Glonass-M系统。内容有:改进一些地面测控站设施;延长卫星的在轨寿命到8年;实现系统高的定位精度:位置精度提高到10~15m,定时精度提高到20~30ns,速度精度达到0.01m/s。 另外,俄计划将系统发播频率改为GPS的频率,并得到美罗克威尔公司的技术支援。 GLONASS系统的主要用途是导航定位,当然与GPS系统一样,也可以广泛应用于各种等级和种类的测量应用、GIS应用和时频应用等
什么叫多路径效应? 在GPS测量中,如果测站周围的反射特所反射的卫星信号(反射波)进入接收机天线,这就将和直接来自卫星的信号(直接波)产生干涉,从而使观测值偏离真值产生所谓的”多路径误差”。这种由于多路径的信号传播所引起的干涉时廷效应被称作多路径效应。
GPS测量误差分类及距离影响 误 差 来 源 对距离测量的影响(m) 卫星部分: ①星历误差②钟误差③相对论效应 1.5~15
信号传播: ①电离层②对流层③多路径效应 1.5~15 信号接收: ①钟的误差②位置误差③天线相位中心变化 1.5~5 其它影响: ①地球潮汐②负荷潮 1.0
美国的AS和SA技术
SA技术 SA(Selective
Availability)技术称为有选择可用性技术,即人为地将误差引入卫星钟和卫星数据中,故意降低GPS定位精度。使C/A码定位精度由原来的20米降低到100米。
AS技术 AS(Anti-sploofing)技术称为反电子欺骗技术。其方法是:将P码与保密的W码相加成Y码,Y码严格保密。其目的是:防止敌方使用P码进行精密导航定位。当实施AS技术时,非特许用户将不能接收到P码。
GPS接收机如何分类 按接收机的用途分类
用户,只要用户拥有能够接收、跟踪、变换和测量GPS信号的接收设备,
即GPS信号接收机。可以在任何时候用GPS信号进行导航定位测量。根据使用目的的不同,用户要求的GPS信号接收机也各有差异。目前世界上已有几十家工厂生产GPS接收机,
产品也有几百种。这些产品可以按照原理、用途、功能等来分类。
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±25mm,有SA影响时为±100mm。
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。 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。定位精度高。仪器结构复杂,价格较贵。 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。
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。
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
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。
GPS是什么? 全球定位系统(Global Positioning System -
GPS)是美国从本世纪70年代开始研制,历时20年,耗资200亿美元,于1994年全面建成,具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经近10年我国测绘等部门的使用表明,GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点,赢得广大测绘工作者的信赖,并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科,从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。全球定位系统(Global
Positioning
System,缩写GPS)是美国第二代卫星导航系统。是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的,它采纳了子午仪系统的成功经验。和子午仪系统一样,全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。
按目前的方案,全球定位系统的空间部分使用24颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星星座。21+3颗卫星均为近圆形轨道,运行周期约为11小时58分,分布在六个轨道面上(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间、一个上行注入站和一个主控站。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卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。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卫星的全部观测数据,利用这些数据计算每颗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卫星运行至上空时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星。这种注入对每颗GPS卫星每天进行一次,并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。
全球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断改进,硬、软件的不断完善,应用领域正在不断地开拓,目前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。
你可能还不知道的GPRS网络10种另类应用 2004-2-4 -移动警务抓逃犯
警察在巡逻时,发现一个可疑的人,如何确定此人身份?他是不是正在被通缉的在逃犯?该采取哪些抓捕措施?警察拿出随身携带的PDA,录入嫌疑人特征,将信息发送回本部,指挥中心的中央处理器会对此作出迅速处理,将此人的库存信息回复至巡警的PDA,帮助警察在第一时间掌握资料,开展追捕工作。这一场景不是发生在美国大片中,而是依托于GPRS网络的移动警务业务。
公安警务信息系统通过专线接入GPRS骨干网络,并利用Kjava技术,将警务信息管理软件集成到摩托罗拉A6288/388等GPRS手机和其它支持GPRS功能的PDA中,从而实现人口信息、车辆信息、逃犯信息等警务数据的移动查询与管理。北京移动结合公安用户特点,依托GPRS网络,满足了公安用户的需求。GPRS网络以其覆盖范围广、规模大、速度快、成熟度高、终端产品丰富、服务优越等特性,可以很好地支撑公安移动警务系统的建设工作。
-消防车辆定位
一处住宅起火,消防队接到火警后,迅速调集车辆队员,赶往起火地点,调度哪些车辆?选择什么路线?以往只能凭经验进行,而现在GPRS监控调度系统使这些问题迎刃而解。这套系统利用GPRS网络实时在线、覆盖范围广、高速传输、标准统一等特点,以短信息为辅助手段,并综合利用计算机网络、全球卫星定位(GPS)、无线通信、地理信息系统(GIS)等多学科技术,与消防调度指挥工作特点紧密结合,建设基于GPS位置服务的消防车辆指挥调度中心,为北京消防部门现场灭火工作提供实时可靠的监控调度手段,为消防车辆快速、准确地到达火灾现场提供导航、信息服务,确保现场灭火工作快速、准确、顺利的展开,可以最大限度地减少人民的生命和财产损失。
-电力系统无线抄表
挨家挨户敲门查电表的方式,无论是对敲门的人来讲,还是对被敲门的人来讲,都是一件尴尬和麻烦的事情。虽然现在很多住宅用户都用上了预付费电卡,省去了查表的麻烦,但对电力部门来说,数据统计和实时监测仍然是一个有待解决的问题。在这里,GPRS网络还可以帮上电力部门这个忙。电力部门可依托GPRS网络或SMS短消息系统,将工业和民用电表采集的电力系统数据实时传递到地、市、省级的集中监控中心,以实现对电力监测设备的统一监控和分布式管理。该项应用充分发挥了GPRS网络在覆盖和数据传输方面的优势,同时也为电力系统提供了简单高效的通信传输手段。
-市政夜景照明管理
以往,路灯巡查对于市政部门来讲是一项需要耗费大量人力的工作,现在GPRS网络在这一领域的应用使巡查工作实现了自动化。北京移动与系统集成商共同为市政部门专项开发的夜景照明监控管理系统(LMAS),采用先进的GPRS网络,集计算机、通信、机电、自动控制等多种先进技术于一体,成功实现了对夜景照明系统和路灯的实时监控和管理,确保高效稳定,全天候运行。与其它城市的夜景照明系统相比,该方案采用的中国移动GPRS网络,是向第三代移动通信发展的主流技术和必由之路。具有永远在线、快速登录、高速传输、按量收费和自由切换等优点,克服了有线通信、无线集群、CDPD、CDMA等通信方式所存在的建设周期长、投资规模大、网络覆盖差、技术不成熟、终端支持少等缺点,提高了系统的科技含量,保证了系统的稳定性,大大减少了系统的建设投资和运营费用,并为将来系统升级打下良好的基础,是目前最为理想的夜景照明监控管理系统。
-进行环保监测
在环保系统中,常常需要对众多的污染排放点进行实时监测,大部分监测数据需要实时发送到管理中心的后端服务器进行处理。由于监测点分散,分布范围广,而且大多设置在环境较恶劣的地区,通过电话线传送数据往往事倍功半。GPRS2.5代网络进行无线数据传输,成为环保部门选择的通信手段亮点之一。污染监测设备将采集到的污染数据和告警信息,通过GPRS网络,及时发送到环保监察部门,可以实现对排污单位或个人的及时管理,大大提高了工作效率,为环境保护提供了崭新方式。
-车流量实时监控
经常让司机感到惊心动魄的一件事是,正在超速行驶时,突然见到在路边测速的警察。值得提醒大家的是,今后可不要抱有这种侥幸心理了,因为即使你见不到警察,交管局也完全可以掌握违章车辆的第一手资料。北京移动与交管部门合作,通过在高速路和市郊区主干道上架设照
相器材和摄像头等监控设备,并连接一台GPRS通信终端,即可实现交通管理部门对道路车流量状况和超速、闯红灯等违章行为的及时监督与查处。
-买彩票不用出门排队
这条消息对于广大彩民来说,无疑是个福音,彩票销售网点通过中国移动GPRS网络与彩票中心连接,通过无线方式传输售彩数据和统计报表,摆脱了有线传输方式依赖地理位置、通信线路铺设状况和专线费用较高的束缚,充分利用移动GPRS公网建设虚拟专网型应用,并使移动销售彩票、上门服务、大客户个性化服务等得以实现。
-企业移动办公
只要知道企业的认证密码,无论身在何处,都可以随时登录该企业的局域网,获取所需信息,这是企业用户实现移动办公的前景。依托M
GROUP品牌下丰富的移动数据业务,为政府和企事业单位量身定制解决方案,结合GPRS虚拟网(GPRSVPN)、IP电话预埋(VOIP)、无线局域网(WLAN)、短消息批发、会议电话、彩信等数据业务产品,和企邮通、企信通、企网通等应用服务,为电子政务、电子商务、电子公务提供应用组合和服务保证。
-公交车调度
出租公司和公交公司对于旗下的数千车辆的监控和调度,也将有赖于GPRS网络的支持。GPRS监控调度系统综合利用GPRS网络、计算机网络、全球卫星定位(GPS)、无线通信、地理信息系统(GIS)等多学科技术,与调度指挥工作特点紧密结合,建设基于GPS位置服务的公交车辆指挥调度中心,为出租公司和公交公司提供实时可靠的监控调度手段。安装在每辆车上的联络终端,可以保证该车与指挥中心的随时联系。
-私家车防盗
由于GPRS网络可以实现对车辆的实时监控,因而GPRS监控调度系统还可用于私家车的安全防盗业务。安装在每辆车上的终端设备可以将车辆的启动、开锁、所处位置等各种状态转换成为电子信号,发送讯息报告给车主,所以利用此系统,车主不用为爱车的丢失而担惊受怕了。
GPS设备(Global Position
System)即全球定位系统,用于接收并解析太空中数个卫星回传电波中的轨道信息及时刻信息,来计算出GPS接收器所在位置的经度、纬度、水平高度及移动速度。GPS设备基本配备通常包含了一个GPS接收器、解析器及一部高效率的微电脑。
GPS是由美国国防部开发的星基无线电导航系统。GPS每天24小时为全球陆、海、空用户全天侯提供三维位置、速度和时间。它比其它无线电导航系统精度更高。
GPS由三部分组成:空间段、控制段和用户段。
空间段由分布在6个轨道面上的24颗卫星组成。卫星轨道高度20200km,倾角55度,周期12小时。卫星的轨道分布保证在世界各地任何时间可见到至少6颗卫星,卫星连续向用户提供位置和时间信息。
控制段由一个主控站、5个监测站、三个注入站组成。主控站位于Colorado。监测站跟踪视野内所有GPS卫星、收集卫星测距信息,并把收集的信息送到主站。主站计算卫星精密轨道,并产生每颗卫星的导航信息,通过注入站传送到卫星。
用户段由接收机、处理器和天线组成。通过接收卫星广播信息计算出用户的位置速度和时间。
GPS的概念是基于卫星测距,用户通过测量他们到卫星的距离来计算自己的位置。卫星的位置当已知值,每个GPS卫星发送位置和时间信号,用户接收机测量信号到达接收机的时间延迟,相当于测量用户到卫星的距离。同时测量四颗卫星就可以解出位置、速度和时间。 |
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