⑴ 電信基礎名詞解釋:什麼是GPS
GPS定位衛星,在全球范圍內實時進行定位、導航的系統,稱為全球衛星定位系統,簡稱GPS。GPS是由美國國防部研製建立的一種具有全方位、全天候、全時段、高精度的衛逗友星導航系統,能為全球用戶提供低成本、高精度的三維位置、速度和精確定時等導航信息,是衛星通信技術在導航領域的應用典範,它極大地提高了地球社會的信息化水平,有力地推動了數字經濟的發展。
簡介
GPS可以提供車輛定位、防盜、反劫、行駛路線監控及呼叫指揮等功能。要實現以上所有功能必須具備GPS終端、傳輸網路和監控平台三個要素。
發展
GPS的前身是美國軍方研製的一種子午儀衛星定位系統(Transit),1958年研製,1964年正式投入使用。該系統用5到6顆衛星組成的星網工作,每天最多繞過地球13次,並且無法給出高度信息,在定位精度方面也不盡如人意。然而,子午儀系統使得研發部門對衛星定位取得了初步的經驗,並驗證了由衛星系統進行定位的可行性,為GPS的研製埋下了鋪墊。由於衛星定位顯示出在導航方面的巨大優越性及子午儀系統存在對潛艇和艦船導航方面的巨大缺陷。美國海陸空三軍及民用部門都感到迫切需要一種新的衛星導航系統。
為此,美國海軍研究實驗室(NRL)提出了名為Tinmation的用12到18顆衛星組成10000km高度的全球定位網計劃,並於1967年、1969年和1974年各發射了一顆試驗衛星,在這些衛星上初步試驗了原子鍾計時系統,這是GPS精確定位的基礎。而美國空軍則提出了621-B的以每星群4到5顆衛星組成3至4個星群的計劃,這些衛星中除1顆採用同步棗行軌道外其餘的都使用周期為24h的傾斜軌道,該計劃以偽隨機碼(PRN)為基礎傳播衛星測距信號,其強大的功能,當信號密度低於環境雜訊的1%時也能將其檢測出來。偽隨機碼的成功運用是GPS得以取得成功的一個重要基礎。海軍的計劃主要用於為艦船提供低動態的2維定位,空軍的計劃能供提供高動態服務,然而系統過於復雜。由於同時研製兩個系統會造成巨大的費用而且這里兩個計劃都是為了提供全球定位而設計的,所以1973年美國國防部將2者合二為一,並由國防部牽頭的衛星導航定位聯合計劃局(JPO)領導,還將辦事機構設立在洛杉磯的空軍航天處。該機構成員眾多,包括美國陸軍、海軍、海軍陸戰隊、交通部、國防制圖局、北約和澳大利亞的代表。[1]
最初的GPS計劃在美國聯合計劃局的領導下誕生了,該方案將24顆衛星放置在互成120度的三個軌道上。每個軌道上有8顆衛星,地球上任何一點均能觀測到6至9顆衛星。這樣,粗碼精度可達100m,精碼精度為10m。由於預算壓縮,GPS計劃不得不減少衛星發射數量,改為將18顆衛星分布在互成60度的6個軌道上,然而這一方案使得衛星可靠性得不到保障。1988年又進行了最後一次修改:21顆工作星和3顆備用星工作在互成60度的6條軌道上。這也是GPS衛星所使用的工作方式。
GPS導航系統是以全球24顆定位人造衛星為基礎,向全球各地全天候地提供三維位凳指嘩置、三維速度等信息的一種無線電導航定位系統。它由三部分構成,一是地面控制部分,由主控站、地面天線、監測站及通訊輔助系統組成。二是空間部分,由24顆衛星組成,分布在6個軌道平面。三是用戶裝置部分,由GPS接收機和衛星天線組成。民用的定位精度可達10米內。
工作原理
定位原理
GPS導航系統的基本原理是測量出已知位置的衛星到用戶接收機之間的距離,然後綜合多顆衛星的數據就可知道接收機的具體位置。要達到這一目的,衛星的位置可以根據星載時鍾所記錄的時間在衛星星歷中查出。而用戶到衛星的距離則通過記錄衛星信號傳播到用戶所經歷的時間,再將其乘以光速得到(由於大氣層電離層的干擾,這一距離並不是用戶與衛星之間的真實距離,而是偽距(PR,):當GPS衛星正常工作時,會不斷地用1和0二進制碼元組成的偽隨機碼(簡稱偽碼)發射導航電文。GPS系統使用的偽碼一共有兩種,分別是民用的C/A碼和軍用的P(Y)碼。C/A碼頻率1.023MHz,重復周期一毫秒,碼間距1微秒,相當於300m;P碼頻率10.23MHz,重復周期266.4天,碼間距0.1微秒,相當於30m。而Y碼是在P碼的基礎上形成的,保密性能更佳。導航電文包括衛星星歷、工作狀況、時鍾改正、電離層時延修正、大氣折射修正等信息。它是從衛星信號中解調制出來,以50b/s調制在載頻上發射的。導航電文每個主幀中包含5個子幀每幀長6s。前三幀各10個字碼;每三十秒重復一次,每小時更新一次。後兩幀共15000b。導航電文中的內容主要有遙測碼、轉換碼、第1、2、3數據塊,其中最重要的則為星歷數據。當用戶接受到導航電文時,提取出衛星時間並將其與自己的時鍾做對比便可得知衛星與用戶的距離,再利用導航電文中的衛星星歷數據推算出衛星發射電文時所處位置,用戶在WGS-84大地坐標系中的位置速度等信息便可得知。
GPS定位原理
GPS定位的基本原理是根據高速運動的衛星瞬間位置作為已知的起算數據,採用空間距離後方交會的方法,確定待測點的位置。如圖所示,假設t時刻在地面待測點上安置GPS接收機,可以測定GPS信號到達接收機的時間△t,再加上接收機所接收到的衛星星歷等其它數據可以確定以下四個方程式。
定位精度
⑵ 什麼是網路GPS
准確地說是網路RTK,是利用衛星定位連續運行參考站網支持的網路時實動態定位技術。
這種定位較常規GPS速度快,作用范圍大,不需要基站。
⑶ GPS由哪幾部分組成各部分的功能是什麼
可參考:GPS的總成以及作用
組成:
衛星部分(空間)作用:
發送用於導航定位的信號其他特殊用途,如通訊、監測核暴等。
監控部分(地面)作用:
監測笑祥和控制衛星運行,編算衛星星歷(導航電文),保持系統時間。
接收部分(用戶)作用:
接收、跟蹤、變換和測量GPS信號。
⑷ 什麼是網路GPS
GPRS,是General Packet Radio Service的縮寫,中文可譯為通用分組無線業務,是在現有的GSM系統上發展出來的一種新的分組數據承歷燃載業務。所謂的分組交換就是將數據分裝成許多獨立的數據包進行傳輸,並且可以按照傳輸的數據流量計價(而非占線時間),可以同時處理語音業務(通話)和數據業務(下載肢山虛數據),兩種業務互相獨立,互不影響。
A-GPS(AssistedGPS)是一種結合網路基站信息和GPS信息對移動台進行定唯纖位的技術,既利用全球衛星定位系統GPS,又利用移動基站,解決了GPS覆蓋的問題,可以在2代的G、C網路和3G網路中使用。
⑸ GPS與物聯網有什麼聯系 物聯網核心技術是什麼
物聯網是新一代信息技術的重要組成部分。其英文名稱是「The Internet of things」。由此,顧名思義,「物聯網就是物物相連的互聯網」。這有兩層意思:第一,物聯網的核心和基礎仍然是互聯網,是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網路;第二,其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間,進行信息交換和拿畢通信。
因此,物聯網的定義是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息感測設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通信,以實現對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網路。
實現物聯網的核心技術:
1.感測器技術
感測技術同計算機技術與通信技術一起被稱為信息技術的三大技術。從仿生學觀點,如果把計算機看成處理和識別信息的「大腦」,把通信系統看成傳遞信息的「神經系統」的話,那麼感測器就是「感覺器官」。微型無線感測技術以及以此組件的感測網是物聯網感知層的重要技術手段。
2.射頻識別(RFID)技術
射頻識別(Radio Frequency Identification,簡消態芹稱RFID)是通過無線電信號識別特定目標並讀寫相關數據的無線通訊技術。在國內,RFID已經在身份證、電子收費系統和物流管理等領域有了廣泛應用。
RFID技術市場應用成熟,標簽成本閉絕低廉,但RFID一般不具備數據採集功能,多用來進行物品的甄別和屬性的存儲,且在金屬和液體環境下應用受限,RFID技術屬於物聯網的信息採集層技術。
3.二維碼技術
二維碼技術是在一維條碼無法滿足實際應用需求的前提下產生的。由於受信息容量的限制,一維條碼通常是對物品的標識,而二維條碼是對物品的描述。二維碼以矩陣形式來表達,可以在縱橫兩個方向存儲信息,可存儲的信息量是一維碼的幾十倍,並能整合圖像、聲音、文字等多媒體信息,可靠性高、保密防偽性強,而且易於製作、成本低。
4.微機電系統(MEMS)
微機電系統是指利用大規模集成電路製造工藝,經過微米級加工,得到的集微型感測器、執行器以及信號處理和控制電路、介面電路、通信和電源於一體的微型機電系統。MEMS技術屬於物聯網的信息採集層技術。
5.GPS技術
GPS技術又稱為全球定位系統,是具有海、陸、空全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛星導航與定位系統。GPS作為移動感知技術,是物聯網延伸到移動物體採集移動物體信息的重要技術,更是物流智能化、智能交通的重要技術。
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⑹ 什麼是GPS
GPS是Global Postioning System的簡稱,即全球衛星定位系統。目前除美國外,還有俄羅斯、歐盟全球定位系統,而通常意義上的GPS是指美國全球衛星定位系統。它通過接受美國發射的24顆衛星中任意帶扒遲3顆以上衛星所發射的導航信號,可以在任何地點、任何時候准確地測量到物體瞬時的位置,確切地說是物體的經緯度、高度、速度等位置信息。GPS最初只是運用於軍事領域,目前GPS已被廣泛應此含用於交通行業,它利用GPS的定位技術結合無線通信技術(GSM或CDMA)、地理信息管理系統(GIS)等高新技術,實現對車輛的監控,經過GSM網路的數字通蠢李道,將信號輸送到車輛監控中心,監控中心通過差分技術換算位置信息,然後通過GIS將位置信號用地圖語言顯示出來,最終可通過服務中心實現車輛的定位導航、防盜反劫、服務救援、遠程監控、軌跡記錄等功能
⑺ GPS和GPRS分別是什麼
GPS是英文Global Positioning System(全球定位系統)的簡稱。
GPRS經常被描述成「2.5G」,也就是說這項技術位於第二代(2G)和第三代(3G)移動通訊技術之間。
它通過利用GSM網路中未使用的TDMA信道,提供中速的數據傳遞。GPRS突破了GSM網只能提供電路交換的思維方式,只通過增加相應的功能實體和對現有的基站系統進行部分改造來實現分組交換,這種改造的投入相對來說並不大,但得到的用戶數據速率卻相當可觀。
GPS的基本功能
1、精確定時:廣泛含閉應用在天文台、通信系統基站、電視台中。
2、工程施工:道路、橋梁、隧道的施工中大量採用GPS設備進行工程測量。
3、勘探測繪:野外勘探及城區規劃中都有用到。
4、導航:
武器導航:全球定位系統精確制導導彈、巡航導彈。
車輛導航:車輛調度、監控系統。
船舶導航:遠洋導航、港口/內河引水。
飛機導航:航線導航、進場著陸控制。
導航:衛星軌道定位。
⑻ Gps的主要功能有什麼
GPS,全球定位系統是一種以空中衛星為基礎的高精度無線電導航的定位系統,在全球任何地方以及近地空間都能夠提供准確的地理位置、車行速度及精確的時間信息。那麼Gps的主要功能有什麼呢?
1、 GPS功能可以提供車輛防盜櫻納、反劫、行駛路線監控及呼叫指揮功能;
2、 GPS功能必須具備GPS終端、傳輸網路和監控平台三個要素;
3、 利用GPS定位衛星,在全球范圍內實時進行定位、導航脊鄭沒的系統,稱為全球衛星定位系統,簡稱GPS。
GPS自問世以來,就以其高精度、全天候、全球覆蓋、方便靈活吸引了眾多用戶。GPS不僅是汽車的守護神,同時也是物流行叢清業管理的智多星。
⑼ 可以介紹一下GPS的知識嗎現在市場上有什麼種類的
概述
即全球定位系統(Global Positioning System)。簡單地說,這是一個由覆蓋全球的24顆衛星組成的衛星系統。這個系統可以保證在任意時刻,地球上任意一點都可以同時觀測到4顆衛星,以保證衛星可以採集到該觀測點的經緯度和高度,以便實現導航、定位、授時等功能。這項技術可以用來引導飛機、船舶、車輛以及個人,安全、准確地沿著選定的路線,准時到達目的地。
全球定位系統(GPS)是20世紀70年代由美國陸海空三軍聯合研製的新一代空間衛星導航定位系統 。其主要目的是為陸、海、空三大領域提供實時、 全天候和全球性的導航服務,並用於情報收集、核爆監測和應急通訊等一些軍事目的,是美國獨霸全球戰略的重要組成。經過20餘年的研究實驗,耗資300億美元,到1994年3月,全球覆蓋率高達98%的24顆GPS衛星星座己布設完成。
GPS全球衛星定位系統由三部分組成:空間部分———GPS星座;地面控制部分———地面監控系統; 用戶設備部分———GPS 信號接收機。
◆GPS的前身
GPS系統的前身為美軍研製的一種子午儀衛星定位系統(Transit),1958年研製,64年正式投入使用。該系統用5到6顆衛星組成的星網工作,每天最多繞過地球13次,並且無法給出高度信息,在定位精度方面也不盡如人意。然而,子午儀系統使得研發部門對衛星定位取得了初步的經驗,並驗證了由衛星系統進行定位的可行性,為GPS系統的研製埋下了鋪墊。由於衛星定位顯示出在導航方面的巨大優越性及子午儀系統存在對潛艇和艦船導航方面的巨大缺陷。美國海陸空三軍及民用部門都感到迫切需要一種新的衛星導航系統。
為此,美國海軍研究實驗室(NRL)提出了名為Tinmation的用12到18顆衛星組成10000km高度的全球源唯定位網計劃,並於67年、69年和74年各發射了一顆試驗衛星,在這些衛星上初步試驗了原子鍾計時系統,這是GPS系統精確定位的基礎。而美國空軍則提出了621-B的以每星群4到5顆衛星組成3至4個星群的計劃,這些衛星中除1顆採用同步軌道外其餘的都使用周期為24h的傾斜軌道 該計劃以偽隨機碼(PRN)為基礎傳播衛星測距信號,其強大的功能,當信號密度低於環境雜訊的1%時也能將其檢測出來。偽隨機碼的成功運用是GPS系統得以取得成功的一個重要基礎。海軍的計劃主要用於為艦船提供低動態的2維定位,空軍的計劃能供提供高動態服務,然而系統過於復雜。由於同時研製兩個系統會造成巨大的費用而且這里兩個計劃都是為了提供全球定位而設計的,所以1973年美國國防部將2者合二為一,並由國防部牽頭的衛星導航定位聯合計劃局(JPO)領導,還將辦事機構設立在洛杉磯的空軍航天處。該機構成員眾多,包括美國陸軍、海軍、海軍陸戰隊、交通部、國防制圖局、北約和澳大利亞的代表。
構成
1。空間部分
GPS的空間部分是由24 顆工作衛星組成,它位於距地表20 200km的上空,均勻分布在6 個軌道面上(每個軌道面4 顆) ,軌道傾角為55°。此外,還有4 顆有源備份衛星在軌運行。衛星的分布使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到4 顆以上的衛星,並能保持良好定位解算精度的幾何圖象。這就提供了在時間上連續的全球導航能力。GPS 衛星產生兩組電碼, 一組稱為C/ A 碼( Coarse/ Acquisition Code11023MHz) ;一組稱為P 碼(Procise Code 10123MHz) ,P 碼因頻率較高,不易受干擾,定位精度高,因此受美國軍方管制,並帶渣設有密碼,一般民間無法解讀,主要為美國軍方服務。C/ A 碼人為採取措施而刻意降低精度後,主要開放給民間使用。
2。地面控制部分
地面蠢裂悄控制部分由一個主控站,5 個全球監測站和3 個地面控制站組成。監測站均配裝有精密的銫鍾和能夠連續測量到所有可見衛星的接受機。監測站將取得的衛星觀測數據,包括電離層和氣象數據,經過初步處理後,傳送到主控站。主控站從各監測站收集跟蹤數據,計算出衛星的軌道和時鍾參數,然後將結果送到3 個地面控制站。地面控制站在每顆衛星運行至上空時,把這些導航數據及主控站指令注入到衛星。這種注入對每顆GPS 衛星每天一次,並在衛星離開注入站作用范圍之前進行最後的注入。如果某地面站發生故障,那麼在衛星中預存的導航信息還可用一段時間,但導航精度會逐漸降低。
3。用戶設備部分
用戶設備部分即GPS 信號接收機。其主要功能是能夠捕獲到按一定衛星截止角所選擇的待測衛星,並跟蹤這些衛星的運行。當接收機捕獲到跟蹤的衛星信號後,即可測量出接收天線至衛星的偽距離和距離的變化率,解調出衛星軌道參數等數據。根據這些數據,接收機中的微處理計算機就可按定位解算方法進行定位計算,計算出用戶所在地理位置的經緯度、高度、速度、時間等信息。接收機硬體和機內軟體以及GPS 數據的後處理軟體包構成完整的GPS 用戶設備。GPS 接收機的結構分為天線單元和接收單元兩部分。接收機一般採用機內和機外兩種直流電源。設置機內電源的目的在於更換外電源時不中斷連續觀測。在用機外電源時機內電池自動充電。關機後,機內電池為RAM存儲器供電,以防止數據丟失。目前各種類型的接受機體積越來越小,重量越來越輕,便於野外觀測使用。
GPS原理
GPS導航系統的基本原理是測量出已知位置的衛星到用戶接收機之間的距離,然後綜合多顆衛星的數據就可知道接收機的具體位置。要達到這一目的,衛星的位置可以根據星載時鍾所記錄的時間在衛星星歷中查出。而用戶到衛星的距離則通過紀錄衛星信號傳播到用戶所經歷的時間,再將其乘以光速得到(由於大氣層電離層的干擾,這一距離並不是用戶與衛星之間的真實距離,而是偽距(PR):當GPS衛星正常工作時,會不斷地用1和0二進制碼元組成的偽隨機碼(簡稱偽碼)發射導航電文。GPS系統使用的偽碼一共有兩種,分別是民用的C/A碼和軍用的P(Y)碼。C/A碼頻率1.023MHz,重復周期一毫秒,碼間距1微秒,相當於300m;P碼頻率10.23MHz,重復周期266.4天,碼間距0.1微秒,相當於30m。而Y碼是在P碼的基礎上形成的,保密性能更佳。導航電文包括衛星星歷、工作狀況、時鍾改正、電離層時延修正、大氣折射修正等信息。它是從衛星信號中解調制出來,以50b/s調制在載頻上發射的。導航電文每個主幀中包含5個子幀每幀長6s。前三幀各10個字碼;每三十秒重復一次,每小時更新一次。後兩幀共15000b。導航電文中的內容主要有遙測碼、轉換碼、第1、2、3數據塊,其中最重要的則為星歷數據。當用戶接受到導航電文時,提取出衛星時間並將其與自己的時鍾做對比便可得知衛星與用戶的距離,再利用導航電文中的衛星星歷數據推算出衛星發射電文時所處位置,用戶在WGS-84大地坐標系中的位置速度等信息便可得知。
可見GPS導航系統衛星部分的作用就是不斷地發射導航電文。然而,由於用戶接受機使用的時鍾與衛星星載時鍾不可能總是同步,所以除了用戶的三維坐標x、y、z外,還要引進一個Δt即衛星與接收機之間的時間差作為未知數,然後用4個方程將這4個未知數解出來。所以如果想知道接收機所處的位置,至少要能接收到4個衛星的信號。
GPS前景
由於GPS技術所具有的全天候、高精度和自動測量的特點,作為先進的測量手段和新的生產力,已經融入了國民經濟建設、國防建設和社會發展的各個應用領域。
隨著冷戰結束和全球經濟的蓬勃發展,美國政府宣布2000年至2006年期間,在保證美國國家安全不受威脅的前提下,取消SA政策,GPS民用信號精度在全球范圍內得到改善,利用C/A碼進行單點定位的精度由100米提高到20米,這將進一步推動GPS技術的應用,提高生產力、作業效率、科學水平以及人們的生活質量,刺激GPS市場的增長。據有關專家預測,在美國,單單是汽車GPS導航系統,2000年後的市場將達到30億美元,而在我國,汽車導航的市場也將達到50億元人民幣。可見,GPS技術市場的應用前景非常可觀。
GPS特點
全球定位系統的主要特點:(1)全天候;(2) 全球覆蓋;(3)三維定速定時高精度;(4)快速省時高效率:(5)應用廣泛多功能。
GPS功用
全球定位系統的主要用途:(1)陸地應用,主要包括車輛導航、應急反應、大氣物理觀測、地球物理資源勘探、工程測量、變形監測、地殼運動監測、 市政規劃控制等;(2)海洋應用,包括遠洋船最佳航程航線測定、船隻實時調度與導航、海洋救援、海洋探寶、水文地質測量以及海洋平台定位、海平面升降監測等;(3)航空航天應用,包括飛機導航、航空遙 感姿態控制、低軌衛星定軌、導彈制導、航空救援和載人航天器防護探測等。
GPS應用范圍
主要是為船舶,汽車,飛機等運動物體進行定位導航。例如:
1.船舶遠洋導航和進港引水
2.飛機航路引導和進場降落
3.汽車自主導航
4.地面車輛跟蹤和城市智能交通管理
5.緊急救生
6.個人旅遊及野外探險
7.個人通訊終端(與手機,PDA,電子地圖等集成一體)
1.電力,郵電,通訊等網路的時間同步
2.准確時間的授入
3.准確頻率的授入
1.各種等級的大地測量,控制測量
2.道路和各種線路放樣
3.水下地形測量
4.地殼形變測量,大壩和大型建築物變形監測
5.GIS應用
6.工程機械(輪胎吊,推土機等)控制
7.精細農業
◆GPS在道路工程中的應用
GPS在道路工程中的應用,目前主要是用於建立各種道路工程式控制制網及測定航測外控點等。隨著高等級公路的迅速發展,對勘測技術提出了更高的要求,由於線路長,以知點少,因此,用常規測量手段不僅布網困難,而且難以滿足高精度的要求。目前,國內已逐步採用GPS技術建立線路首級高精度控制網,然後用常規方法布設導線加密。實踐證明,在幾十公里范圍內的點位誤差只有2厘米左右,達到了常規方法難以實現的精度,同時也大大提前了工期。GPS技術也同樣應用於特大橋梁的控制測量中。由於無需通視,可構成較強的網形,提高點位精度,同時對檢測常規測量的支點也非常有效。GPS技術在隧道測量中也具有廣泛的應用前景,GPS測量無需通視,減少了常規方法的中間環節,因此,速度快、精度高,具有明顯的經濟和社會效益。
◆GPS在汽車導航和交通管理中的應用
三維導航是GPS的首要功能,飛機、輪船、地面車輛以及步行者都可以利用GPS導航器進行導航。汽車導航系統是在全球定位系統GPS基礎上發展起來的一門新型技術。汽車導航系統由GPS導航、自律導航、微處理機、車速感測器、陀螺感測器、CD-ROM驅動器、LCD顯示器組成。GPS導航系統與電子地圖、無線電通信網路、計算機車輛管理信息系統相結合,可以實現車輛跟蹤和交通管理等許多功能。
(1)車輛跟蹤
利用GPS和電子地圖可以實時顯示出車輛的實際位置,並可任意放大、縮小、還原、換圖;可以隨目標移動,使目標始終保持在屏幕上;還可實現多窗口、多車輛、多屏幕同時跟蹤。利用該功能可對重要車輛和貨物進行跟蹤運輸。
(2)提供出行路線規劃和導航
提供出行路線規劃是汽車導航系統的一項重要的輔助功能,它包括自動線路規劃和人工線路設計。自動線路規劃是由駕駛者確定起點和目的地,由計算機軟體按要求自動設計最佳行駛路線,包括最快的路線、最簡單的路線、通過高速公路路段次數最少的路線的計算。人工線路設計是由駕駛員根據自己的目的地設計起點、終點和途經點等,自動建立路線庫。線路規劃完畢後,顯示器能夠在電子地圖上顯示設計路線,並同時顯示汽車運行路徑和運行方法。
(3)信息查詢
為用戶提供主要物標、如旅遊景點、賓館、醫院等資料庫,用戶能夠在電子地圖上顯示其位置。同時,監測中心可以利用監測控制台對區域內的任意目標所在位置進行查詢,車輛信息將以數字形式在控制中心的電子地圖上顯示出來。
(4)話務指揮
指揮中心可以監測區域內車輛運行狀況,對被監控車輛進行合理調度。指揮中心也可隨時與被跟蹤目標通話,實行管理。
(5)緊急援助
通過GPS定位和監控管理系統可以對遇有險情或發生事故的車輛進行緊急援助。監控台的電子地圖顯示求助信息和報警目標,規劃最優援助方案,並以報警聲光提醒值班人員進行應急處理。
◆GPS的其它應用
GPS除了用於導航、定位、測量外,由於GPS系統的空間衛星上載有的精確時鍾可以發布時間和頻率信息,因此,以空間衛星上的精確時鍾為基礎,在地面監測站的監控下,傳送精確時間和頻率是GPS的另一重要應用,應用該功能可進行精確時間或頻率的控制,可為許多工程實驗服務。此外,還可利用GPS獲得氣象數據,為某些實驗和工程應用。
全球衛星定位系統GPS是今年以來開發的最具有開創意義的高新技術之一,其全球性、全能性、全天侯性的導航定位、定時、測速優勢必然會在諸多領域中得到越來越廣泛的應用。在發達國家,GPS技術已經開始應用於交通運輸和交通工程。目前,GPS技術在中國道路工程和交通管理中的應用還剛剛起步,隨著中國經濟的發展,高等級公路的快速修建和GPS技術的應用研究的逐步深入,其在道路工程中的應用也會更加廣泛和深入,並發揮更大的作用。
GPS種類
GPS衛星接收機種類很多,根據型號分為測地型、全站型、定時型、手持型、集成型;根據用途分為車載式、船載式、機載式、星載式、彈載式。
經過20餘年的實踐證明,GPS系統是一個高精度、全天候和全球性的無線電導航、定位和定時的多功能系統。 GPS技術已經發展成為多領域、多模式、多用途、多機型的國際性高新技術產業。
◆車載GPS
當通過硬體和軟體做成GPS定位終端用於車輛定位的時候,稱為車載GPS,但光有定位還不行,還要把這個定位信息傳到報警中心或者車載GPS持有人那裡,我們稱為第三方。所以GPS定位系統中還包含了GSM網路通訊(手機通訊),通過GSM網路用簡訊的方式把衛星定位信息發送到第三方。通過微機解讀簡訊電文,在電子地圖上顯示車輛位置。這樣就實現了車載GPS定位。 與此同時,在車上安裝相應的探測感測器,利用車載GPS定位的GSM網路通訊功能,同樣能把防盜報警信息發送到第三方,或者把這個報警電話、簡訊直接發送到車主手機上,完成車載GPS防盜報警。這里可以看出,車載GPS定位的GSM網路部分實際上是一個智能手機,可以和第三方互相通訊,還可以把車輛被搶,司機被劫、被綁架等信息發送到第三方。 所以說車載GPS定位是定位、防盜、防劫的。
汽車GPS導航
1)系統特色
MP3播放功能:
利用mp3播放器可以進行音樂播放,讓用戶在單調枯燥的旅途中得到調節和放鬆。可先通過網路將喜歡的音樂下載到計算機中,然後通過讀卡器傳到本機的MMC/SD卡中名稱為「Mp3」目錄下即可。
觸摸屏手寫輸入:
提供漢字英文字母及數字的手寫輸入,使得查詢更加便利。
在屏幕中央用筆針寫字,即可在輸入框內顯示用戶寫的字,在選擇框內列出系統給出的輸入選項,選擇要輸入的字即可。
2)系統配置
操作系統: Microsoft Windows CE .Net 4.2
電子地圖: 語音導航系統,大陸范圍內導航
微處理器: Intel PXA255 – 300MHz
內建內存: 32MB Flash ROM + 32MB SDRAM
顯示屏幕: 3.5" 半穿透式TFT顯示面板,LED背光模組,解析度240x320 16位,65K色彩顯示, 支持QVGA模式
衛星導航: 內置高靈敏度GPS衛星定位模組
天線: 內置25 x25 mm衛星接收天線
按扭/開關: 電源開/關;音量控制滾輪;5個快捷操作鍵(設置,返回,目的地,放大,縮小);4個方向鍵+1個執行鍵(上、下、左、右、執行);硬體復位開關;系統復位開關
音效輸出:支持MP3播放功能
輸入輸出:觸控板(觸碰式控制面板);輸入模式(手寫筆 / 手寫辨識輸入);內部擴充槽(SD/ MMC );喇叭(一組內建喇叭);耳機(外接式3.5mm MINI Jack);數據傳輸線(USB1.1同步傳輸)
可充電式鋰電池:1100mAH可充電鋰電池 ;啟動GPS功能屏幕無背光可持續工作5小時;啟動GPS功能屏幕中等亮度顯示可持續操作3小時;待機時間長達19天
電源適配器: 輸入100-240VAC 輸出 5VDC,1A
工作溫度: 0~55℃
附件: 256M MMC卡,車載天線,車載支架,車載吸盤,車載充電器
◆類似車載GPS
類似車載GPS終端的還有定位手機、個人定位器等。GPS衛星定位由於要通過第三方定位服務,所以要交納不等的月/年服務費。
目前所有的GPS定位終端,都沒有導航功能。因為再需要增加硬體和軟體,成本提高。
我們在電視里看到的車載GPS廣告,和上述的車載GPS完全是兩回事。它是一種GPS導航產品,當需要導航時,首先定位,也就是導航的起點,這與真正的GPS定位是不同的,它不能把定位信息傳送到第三方和持有人那裡,因為導航儀中缺少手機功能。比如你把導航儀放在車里,你朋友把車借開走了,導航儀不能發信息給你,那你就無法查找車輛位置。所以導航儀是不能定位的。
你說我買的是導航手機該行了吧,你想想,你把導航手機放在車上,現在車被盜了,那個手機會自己給你或第三方打電話發簡訊嗎?它是需要人來操作的。所以說目前的導航終端都沒有定位功能。
導航終端可以導航路線,讓你在陌生的地方不迷路,劃出路線讓你到達目的地,告訴你自己當前位置,和周邊的設施等等。
中國目前在GPS應該上取得了很大的市場.其中有很多公司是導航的.但是也有在GPS行業做定位管理的。
各種GPS/GIS/GSM/GPRS車輛監控系統軟體、GSM和GPRS移動智能車載終端、系統的二次開發車輛監控系統整體搭建方案.系統廣泛應用於公安,醫療,消防,交通,物流等領域。該方案基於NXP的PNX1090 Nexperia移動多媒體處理器硬體和由NXP與合作夥伴ALK Technologies聯合開發的軟體。NXP聲稱,該方案提供了設計師搭建一個帶導航能力的低成本、多媒體功能豐富的攜帶型媒體播放器所需的一切,這些多媒體功能包括:MP3播放、標准和高清晰度視頻播放和錄制、FM收音、圖像存儲和游戲。NXP以其運行於PNX0190上的swGPS Personal軟體來實現GPS計算,從而取代了一個GPS基帶處理器,進而降低了材料清單(BOM)成本並支持現場升級。 http://ke..com/view/7773.htm
⑽ GPS有什麼功能具體的功能有那些
GPS的工作原理,簡單地說來,是利用我們熟知的幾何與物理上一些基本原理。首先我們假定衛星的位置為已知,而我們又能准確測定我們所在地點A至衛星之間的距離,那麼A點一定是位於以衛星為中心、所測得距離為半徑的圓球上。進一步,我們又測得點A至另一衛星的距離,則A點一定處在前後兩個圓球相交的圓環上。我們還可測得與第三個衛星的距離,就可以確定A點只能是在三個圓球相交的兩個點上。根據一些地理知識,可以很容易排除其轎搜中一個不合理的位置。當然也可以再芹液測量A點至另一個衛星的距離,也能精確進行定位。 以上所說,要實現精確定位,要解決兩個問題:
其一是要確知衛星的准確位置;
其二是要准確測定衛星至地球上我們所在地點的距離。下面我們看看怎樣來做到這點。
GPS導航示意圖
怎樣確知衛星的准確位置
要確知衛星所處的准確位置。首先,要通過深思熟慮,優化設計衛星運行軌道,而且,要由監測站通過各種手段,連續不斷監測衛星的運行狀態,適時發送控制指令,使衛星保持在正確的運行軌道。將正確的運行軌跡編成星歷,注入衛星,且經由衛星發送給GPS接收機。正確接收每個衛星的星歷,就可確知衛星的准確位置。
這個問題解決了,接下來就要解決准確測定地球上某用戶至衛星的距離。衛星是遠在地球上層空間,又是處在運動之中,我們不可能象在地上量東西那樣用尺子來量,那麼又是如何來做的呢?
如何測定衛星至用戶的距離
我們過去都學過這樣的公式:時間X速度=距離。我們也從物理學中知道,電波傳播的速度是每秒鍾三十萬公里,所以我們只要知道衛星信號傳到我們這里的時間,就能利用速度乘時間等於距離這個公式,來求得距離。所以,問題就歸結為測定信號傳播的時間。
要准確測定信號傳播時間,要解決兩方面的問題。一個是時間基準問題。就是說要有一個精確的時鍾。就好比我們日常量一張桌子的長度,要用一把尺子。假如尺子本身就不標准,那量出來的長度就不準。另一個就是要解決測量的方法問題。
時間基準問題
GPS系統在每顆衛星上裝置有十分精密的原子鍾,並由監測站經常進行校準。衛星發送導航信息,同時也發送精確時間信息。GPS接收機接收此信息,使與自身的時鍾同步,就可獲得准確的時間。所以,GPS接收機除了能准確定位之外,還可產生精確的時間信息。
測定衛星信號傳輸時間的方法
為了避免採用過多的技術術語,我們先作一個不太恰當的比喻。我們在所處的地點和衛星上同時啟動錄音機來播放「東方紅」樂曲,那麼,我們應該能聽到一先一後兩支「東方紅」的曲子(實際上,衛星上播放的曲子,我們不可能聽見,只是假想嫌帆物能夠聽到),但一定是不合拍的。為了使兩者合拍,我們延遲啟動地上錄音機的時間。當我們聽到兩支曲子合拍時,啟動錄音機所延遲的時間就等於曲子從衛星傳送到地上的時間。當然,電波比聲波速度高得多,電波也不能用耳朵來接收。所以,實際上我們播送的不是「東方紅」樂曲,而是一段叫做偽隨機碼的二進制電碼。延遲GPS接收機產生的偽隨機碼,使與接收到衛星傳來的碼字同步,測得的延遲時間就是衛星信號傳到GPS接收機的時間。至此,我們也就解決了測定衛星至用戶的距離。當然,上面說的都還是十分理想的情況。實際情況比上面說的要復雜得多,所以我們還要採取一些對策。例如:電波傳播的速度,並不總是一個常數。在通過電離層中電離子和對流層中水氣的時候,會產生一定的延遲。一般我們這可以根據監測站收集的氣象數據,再利用典型的電離層和對流層模型來進行修正。還有,在電波傳送到接收機天線之前,還會產生由於各種障礙物與地面折射和反射產生的多徑效應。這在設計GPS接收機時,要採取相應措施。當然,這要以提高GPS接收機的成本為代價。 原子鍾雖然十分精確,但也不是一點誤差也沒有。GPS接收機中的時鍾,不可能象在衛星上那樣,設置昂貴的原子鍾,所以就利用測定第四顆衛星,來校準GPS接收機的時鍾。我們前面提到,每測量三顆衛星可以定位一個點。利用第四顆衛星和前面三顆衛星的組合,可以測得另一些點。理想情況下,所有測得的點,都應該重合。但實際上,並不完全重合。利用這一點,反過來可以校準GPS接收機的時鍾。測定距離時選用衛星的相互幾何位置,對測定的誤差也不同。為了精確的定位,可以多測一些衛星,選取幾何位置相距較遠的衛星組合,測得誤差要小。在我們提到測量誤差時,還有一點要提到,就是美國的SA政策。美國政府在GPS設計中,計劃提供兩種服務。一種為標準定位服務(SPS),利用粗碼(C/A)定位,精度約為100m,提供給民用。另一種為精密定位服務(PPS),利用精碼(P碼)定位,精度達到10m,提供給軍方和特許民間用戶使用。由於多次試驗表明,SPS的定位精度已高於原設計,美國政府出於對自身安全的考慮,對民用碼進行了一種稱為「選擇可用性SA(Selective Availability)」的干擾,以確保其軍用系統具有最佳的有效性。由於SA通過衛星在導航電文中隨機加入了誤差信息,使得民用信號C/A碼的定位精度降至二維均方根誤差在100米左右。
採用差分GPS技術(DGPS),可消除以上所提到大部分誤差,以及由於SA所造成的干擾,從而提高衛星導航定位的總體精度,使系統誤差達到10到15米之內。
GPS技術的錯差
在GPS定位過程中,存在三部分誤差。一部分是對每一個用戶接收機所共有的,例如:衛星鍾誤差、星歷誤差、電離層誤差、對流層誤差等;第二部分為不能由用戶測量或由校正模型來計算的傳播延遲誤差;第三部分為各用戶接收機所固有的誤差,例如內部雜訊、通道延遲、多徑效應等。利用差分技術第一部分誤差可完全消除,第二部分誤差大部分可以消除,這和基準接收機至用戶接收機的距離有關。第三部分誤差則無法消除,只能靠提高GPS接收機本身的技術指標。對美國SA政策帶來的誤差,實質上它是人為地增大前兩部分誤差,所以差分技術也相應克服SA政策帶來的影響。
差分GPS技術消除公共誤差原理
假如在距離用戶500公里之內,設置一部基準接收機。它和用戶接收機同時接收某一衛星的信號,那麼我們可以認為信號傳至兩部接收機所途經電離層和對流層的情況基本是相同,故所產生的延遲也相同。由於接收同一顆衛星,故星歷誤差、衛星時鍾誤差也相同。若我們通過其它方法確知所處的三維座標(也可以用精度很高的GPS接收機來實現,其價格比一般GPS接收機高得多),那就可從測得偽距中,推算其中的誤差。將此誤差數據傳送給用戶,用戶就可從測量所得的偽距中扣除誤差,就能達到更精確的定位。
GPS數據處理軟體是GPS用戶系統的重要部分,其主要功能是對GPS接收機獲取的衛星測量記錄數據進行「粗加工」、「預處理」,並對處理結果進行平差計算、坐標轉換及分析綜合處理。解得測站的三維坐標,測體的坐標、運動速度、方向及精確時刻。
GPS定位技術是正在發展中的高新技術,數據處理技術也處在不斷更新之中,各系列GPS接收機製造廠家研製的處理軟體也各具特色。 全球定位系統GPS是近年來開發的最具有開創意義的高新技術之一,其全球性、全能性、全天候性的導航定位、定時、測速優勢必然會在諸多領域中得到越來越廣泛的應用。在發達國家,GPS技術已經開始應用於交通運輸和道路工程之中。目前,GPS技術在我國道路工程和交通管理中的應用還剛剛起步,相信隨著我國經濟的發展,高等級公路的快速修建和GPS技術應用研究的逐步深入,其在道路工程中的應用也會更加廣泛和深入,並發揮更大的作用。 GPS導航系統與電子地圖、無線電通信網路及計算機車輛管理信息系統相結合,可以實現車輛跟蹤和交通管理等許多功能,這些功能包括: 車輛跟蹤 利用GPS和電子地圖可以實時顯示出車輛的實際位置,並任意放大、縮小、還原、換圖;可以隨目標移動,使目標始終保持在屏幕上;還可實現多窗口、多車輛、多屏幕同時跟蹤。利用該功能可對重要車輛和貨物進行跟蹤運輸。
提供出行路線規劃和導航 提供出行路線規劃是汽車導航系統的一項重要輔助功能,它包括自動線路規劃和人工線路設計。自動線路規劃是由駕駛者確定起點和目的地,由計算機軟體按要求自動設計最佳行駛路線,包括最快的路線、最簡單的路線、通過高速公路路段次數最少的路線等的計算。人工線路設計是由駕駛者根據自己的目的地設計起點、終點和途經點等,自動建立線路庫。線路規劃完畢後,顯示器能夠在電子地圖上顯示設計線路,並同時顯示汽車運行路徑和運行方法。
信息查詢 為用戶提供主要物標,如旅遊景點、賓館、醫院等資料庫,用戶能夠在電子地圖上根據需要進行查詢。查詢資料可以文字、語言及圖象的形式顯示,並在電子地圖上顯示其位置。同時,監測中心可以利用監測控制台對區域內的任意目標所在位置進行查詢,車輛信息將以數字形式在控制中心的電子地圖上顯示出來。
(4)話務指揮
指揮中心可以監測區域內車輛運行狀況,對被監控車輛進行合理調度。指揮中心也可隨時與被跟蹤目標通話,實行管理。
(5)緊急援助
通過GPS定位和監控管理系統可以對遇有險情或發生事故的車輛進行緊急援助。監控台的電子地圖顯示求助信息和報警目標,規劃最優援助方案,並以報警聲光提醒值班人員進行應急處理。
GPS技術在汽車導航和交通管理工程中的研究與應用目前在中國剛剛起步,而國外在這方面的研究早已開始並已取得了一定的成果。加拿大卡爾加里大學設計了一種動態定位系統,該系統包括一台捷聯式慣性系統,兩台GPS接收機和一台微機,可測定已有道路的線形參數,為道路管理系統服務。美國研製了應用於城市的道路交通管理系統,該系統利用GPS和GIS建立道路資料庫,在資料庫中包含有各種現時的數據資料,如道路的准確位置、路面狀況、沿路設施等,該系統於1995年正式運行,為城市道路交通管理起到重要作用。近些年來國外研製了各種用於車輛誘導的系統,其中車輛位置的實時確定以往主要依據慣性測量系統以及車輪感測器,隨著GPS的發展和所顯示出的優越性,有取代前兩種方法的趨勢。用於城市車輛誘導的GPS定位一般是在城市中設立一個基準站,車載GPS實時接收 基準站發射的信息,經過差分處理便可計算出實時位置,把目前所處位置與所要到達的目標在道路網中進行優化計算,便可在道路電子地圖上顯示出到達目標的最優化路線,為公安、消防、搶修、急救等車輛服務。