GPS

GPS

GPS是英文Global Positioning System(全球定位系統)的簡稱。GPS起始於1958年美國軍方的一個項目,1964年投入使用。20世紀70年代,美國陸海空三軍聯合研製了新一代衛星定位系統GPS。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,並用於情報蒐集、核爆監測和應急通訊等一些軍事目的,經過20餘年的研究實驗,耗資300億美元,到1994年,全球復蓋率高達98%的24顆GPS衛星星座己布設完成。經過近十年我國測繪等部門的使用表明,全球衛星定位系統以全天候、高精度、自動化、高效益等特點,成功地套用於大地測量、工程測量、航空攝影、運載工具導航和管制、地殼運動測量、工程變形測量、資源勘察、地球動力學等多種學科,取得了好的經濟效益和社會效益。

基本信息

發展歷程

前身

GPSGPS

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高度的全球定位網計畫,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鐘計時系統,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個星群的計畫,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,該計畫以偽隨機碼(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噪聲的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。

海軍的計畫主要用於為艦船提供低動態的2維定位,空軍的計畫能供提供高動態服務,然而系統過於複雜。由於同時研製兩個系統會造成巨大的費用而且這裡兩個計畫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畫局(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、國防製圖局、北約和澳大利亞的代表。

計畫

最初的GPS計畫在聯合計畫局的領導下誕生了,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計畫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顆備份星工作在互成30度的6條軌道上。這也是現在GPS衛星所使用的工作方式。

計畫實施

GPS計畫的實施共分三個階段:

GPSGPS

1、第一階段為方案論證和初步設計階段。

從1978年到1979年,由位於加利福尼亞的范登堡空軍基地採用雙子座火箭發射4顆試驗衛星,衛星運行軌道長半軸為26560km,傾角64度。軌道高度20000km。這一階段主要研製了地面接收機及建立地面跟蹤網,結果令人滿意。

2、第二階段為全面研製和試驗階段。

從1979年到1984年,又陸續發射了7顆稱為BLOCK I的試驗衛星,研製了各種用途的接收機。實驗表明,GPS定位精度遠遠超過設計標準,利用粗碼定位,其精度就可達14米。

3、第三階段為實用組網階段。

1989年2月4日第一顆GPS工作衛星發射成功,這一階段的衛星稱為BLOCK II 和 BLOCK IIA。此階段宣告GPS系統進入工程建設狀態。1993年底使用的GPS網即(213)GPS星座已經建成,今後將根據計畫更換失效的衛星。

民用發展

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範圍內得到改善,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技術的套用,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,而在中國,汽車導航的市場也將達到50億元人民幣。可見,GPS技術市場的套用前景非常可觀。

車載GPS

車載GPS由“車載”和“GPS”兩個詞組成。“車載”顧名思義,就是裝在車上或在車上使用的東西或動作,車由汽車、火車、腳踏車、機車等等,這說明只要與車有關的都有可能涉及的到。GPS就是全球衛星定位系統,這個系統就是天空中地球一圈有24顆衛星,這個24顆衛星中有21顆可以正常運行,對整個地球進行定位,之所美國可以用飛彈這么精確的導入咱們中國大使館的5層樓,全靠GPS給定位。地球上裸露的任何一個地方都可以定位,目前山洞和隧道難以定位。

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主要功能

導航 測量 授時

組成部分

空間部分

GPS的空間部分是由24顆衛星組成(21顆工作衛星、3顆備用衛星),它位於距地表20200km的上空,運行周期為12h。衛星均勻分布在6個軌道面上(每個軌道面4顆),軌道傾角為55°。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,並能在衛星中預存導航信息,GPS的衛星因為大氣摩擦等問題,隨著時間的推移,導航精度會逐漸降低。

地面控制系統

地面控制系統由監測站(MonitorStation)、主控制站(MasterMonitorStation)、地面天線(GroundAntenna)所組成,主控制站位於美國科羅拉多州春田市(Colorado.Springfield)。地面控制站負責收集由衛星傳回之訊息,並計算衛星星曆、相對距離,大氣校正等數據。

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,就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。設定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。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。其次則為使用者接收器,現有單頻與雙頻兩種,但由於價格因素,一般使用者所購買的多為單頻接收器。

主要模組

GPS模組系統採用第三代高線式GPS模組接受SiRFStarⅢGPS模組SiRF靈活性。該晶片是小於10米的定位精度,能夠同時追蹤20個衛星信道。其內部的可充電電池,可以保持星曆數據,快速定位。對於數據的輸出電平的串列數據格式,通信速度。
波特率4800,每名GPS數據輸出。該模組採用MMCXGPS天線接口,為6線連線器,數據線接口電纜輸出,使用簡單,一般情況下只需要使用三個輸出線,第一連線3.5~5.5V的直流供電,第五腳是電源,腳的第二行是GPS測量輸出的是TTL電平信號,串列連線埠,高大於2.4V,低小於400mV,輸出驅動器的啟動,直接與單片機的接口。如果只使用默認設定,單片機讀取數據只能從模組可以。

術語

1.GPSGeneralizedProcessorSharing通用處理器共享(計算機)
2.GPSGlobalPositioningSystem全球定位衛星/系統(通信)
3.[GPSS]GeneralPurposeSystemsSimulator通用系統模擬器
4.[DGPS]DifferentialGPS差分GPS,差分全球定位系統
5.GPSGeneralPhoneticSymbols捷易讀注音符

組成結構

GPS組成GPS組成

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。

地面控制部分

地面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鐘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鐘參數,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範圍之前進行最後的注入。如果某地面站發生故障,那么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。

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。設定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。

系統原理

GPSGPS

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,重複周期一毫秒,碼間距1微秒,相當於300m;P碼頻率10.23MHz,重複周期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曆、工作狀況、時鐘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製出來,以50b/s調製在載頻上發射的。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;每三十秒重複一次,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曆數據。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鐘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曆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鐘與衛星星載時鐘不可能總是同步,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接收機可接收到可用於授時的準確至納秒級的時間信息;用於預報未來幾個月內衛星所處概略位置的預報星曆;用於計算定位時所需衛星坐標的廣播星曆,精度為幾米至幾十米(各個衛星不同,隨時變化);以及GPS系統信息,如衛星狀況等。GPS接收機對碼的量測就可得到衛星到接收機的距離,由於含有接收機衛星鐘的誤差及大氣傳播誤差,故稱為偽距。對0A碼測得的偽距稱為UA碼偽距,精度約為20米左右,對P碼測得的偽距稱為P碼偽距,精度約為2米左右。

按定位方式,GPS定位分為單點定位和相對定位(差分定位)。單點定位就是根據一台接收機的觀測數據來確定接收機位置的方式,它只能採用偽距觀測量,可用於車船等的概略導航定位。相對定位(差分定位)是根據兩台以上接收機的觀測數據來確定觀測點之間的相對位置的方法,它既可採用偽距觀測量也可採用相位觀測量,大地測量或工程測量均應採用相位觀測值進行相對定位.

GPS接收機對收到的衛星信號,進行解碼或採用其它技術,將調製在載波上的信息去掉後,就可以恢復載波。一般在接收機鍾確定的曆元時刻量測,保持對衛星信號的跟蹤,就可記錄下相位的變化值。

在GPS觀測量中包含了衛星和接收機的鐘差、大氣傳播延遲、多路徑效應等誤差,在定位計算時還要受到衛星廣播星曆誤差的影響,在進行相對定位時大部分公共誤差被抵消或削弱,因此定位精度將大大提高,雙頻接收機可以根據兩個頻率的觀測量抵消大氣中電離層誤差的主要部分,在精度要求高,接收機間距離較遠時(大氣有明顯差別),應選用雙頻接收機。

GPS特點

GPSGPS

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)套用廣泛多功能。

GPS功用

1、陸地套用,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、海洋套用,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、航空航天套用,包括飛機導航、航空遙 感姿態控制、低軌衛星定軌、飛彈制導、航空救援和載人太空飛行器防護探測等。

相關理論

相對論

GPSGPS

為GPS提供了所需的修正:全球定位系統GPS衛星的定時信號提供緯度、經度和高度的信息,精確的距離測量需要精確的時鐘。因此精確的GPS接受器就要用到相對論效應。準確度在30米之內的GPS接受器就意味著它已經利用了相對論效應。相對論認為快速移動物體隨時間的流逝比靜止的要慢。Will計算出,每個GPS衛星每小時跨過大約1.4萬千米的路程,這意味著它的星載原子鐘每天要比地球上的鐘慢7微秒。
而引力對時間施加了更大的相對論效應。大約2萬千米的高空,GPS衛星經受到的引力拉力大約相當於地面上的四分之一。結果就是星載時鐘每天快45微秒,GPS要計入共38微秒的偏差。

差分技術

為了使民用的精確度提昇,科學界發展另一種技術,稱為差分全球定位系統(Differential GPS), 簡稱DGPS。亦即利用附近的已知參考坐標點(由其它測量方法所得),來修正 GPS 的誤差。再把這個即時(real time)誤差值加入本身坐標運算的考慮,便可獲得更精確的值。

GPS有2D導航和3D導航分,在衛星信號不夠時無法提供3D導航服務,而且海拔高度精度明顯不夠,有時達到10倍誤差。但是在經緯度方面經改進誤差很小。衛星定位儀在高樓林立的地區撲捉衛星信號要花較長時間。

汽車衛星定位系統

SY618 GSM/GPRS/GPS全球衛星定位車輛實時調度智慧型管理系統

(標配帶主機一個,GPS天線一根,GSM天線一根,電源線一根,擴展線一根,緊急按鈕一條,繼電器一對,魔術貼一對)
1、終端外形尺寸小,防水好,安裝方便;
2、GPS定位精度高,動態定位偏差小於5米;
3、支持GSM下SMS和語音功能,GPRS狀態下UDP/TCP協定通訊;
4、支持GPS數據定時上傳及點名功能;
5、支持靜默功能;
6、支持授權遠程監聽功能;
7、支持工作電壓採集和高、低電壓保護功能;
8、支持3路高、低電平信號檢測功能;
9、支持盲區補傳功能;
10、支持遠程鎖車功能;
11、支持緊急報警功能;
12、支持斷電報警功能(內置後備電池);
13、支持高壓報警和欠壓報警功能;
14、支持超速報警功能;
15、支持停車報警功能;
16、支持非法開門、非法啟動報警功能;
17、支持疲勞駕駛功能;
18、支持里程統計功能;
19、支持簡訊通知功能;
20、支持中文地址解析功能;
21、支持油耗檢測功能(油量/溫度和正反轉);
22、支持簡訊控制斷油斷電功能;
23、內置16MBFlas,可存32000條盲區軌跡數據;
24、支持簡訊修改IP,連線埠號,APN,本機號碼等參數;
25、支持手機wap實時查車,直接google map顯示;深悠電子網詳細介紹

技術發展

美國準備從2014年開始發射新一代全球定位系統衛星。這是一項耗資55億美元的升級計畫的一部分。首顆樣品衛星已經交付洛克希德-馬丁公司進行測試。
這些被稱為“布洛克Ⅲ”的新衛星將使美國的全球定位系統衛星群更加強大、可靠和精確。“布洛克Ⅲ”衛星將使定位誤差降至3英尺(約合0.9米)以內。如果把信號增強還能增加穿透力並擴大覆蓋範圍,使處於樹蔭下或所謂“城市峽谷”中的地面接收機表現更精確。還能改善全球定位系統在室內的表現。

主要功能

1.車輛定位:通過系統軟體,可以了解出租汽車整體運營情況,準確定位車輛位置並實時跟蹤。
2.軌跡回放:通過車載終端上傳的GPS數據,可以選擇任意時間段內的任意車輛回放其行駛軌跡。
3.異常區域監控:可以通過設定異常區域監控,對一些敏感地帶進行控制管理。例如可以設定允許停靠車輛數量、車輛速度、停靠時間,一旦超過了設定的範圍系統自動彈出報警功能,提示異常情況。
4.營運數據統計:可以按小時、日、周、月、季度、年等多種方式,查詢單台車、某公司所有車輛或者全部車輛運營數據,並自動生成電子表格。
5.查詢車輛實時狀態:每輛車的實時狀態都會通過車載終端及時上傳到信息中心伺服器。通過系統管理軟體可以了解車輛實時狀態。
6.監聽車輛:監控人員可以通過系統軟體與車內駕駛員通話。如果遇到突發事件,可以對車輛進行監聽,了解車內情況。
7.車內錄音:車載終端可以對車輛進行30天×24小時錄音。可以通過管理命令提取車輛一個月內任意時間錄音數據。
8.自動拍照:當出租汽車進入重車或者空車狀態時,車載終端會自動控制車內攝像頭拍照。管理人員可通過系統軟體獲取照片。
9.手動拍照:管理人員也可以通過系統軟體手動對車內情況進行拍照,得到實時的監控結果。
10.車輛報警:為保證駕駛員安全,出租汽車內設有報警按鈕。如果駕駛員遇到突發事件按住報警按鈕,則車載終端將迅速自動拍攝車內照片並自動上傳到伺服器,系統軟體彈出報警信息,使監控人員能及時了解車內狀況。
11.語音播報:車載終端具有語音播報功能,管理人員可通過語音播報功能下發如路況、天氣預報、行業管理要求等信息。
12.模糊查詢:系統軟體可以實現模糊查詢。例如乘客將物品遺落在計程車上,不記得車牌號、駕駛員姓名等相關信息,只要記得上、下車地點以及乘車時間,管理人員就可以通過模糊查詢功能得到哪些車輛在相同時間、相同地點上下過乘客,給警方提供排查線索。模糊查詢可以取經緯度來確定上下車地點(圈定),設定時間段來確定上下車時間,選擇狀態查詢上車、下車、重車或者經過圈定區域的車輛。
13.電子圍欄:系統軟體可以設定電子圍欄,設定車輛報警狀態。例如可以監控車輛是否跨區經營、是否在限定的圍欄內超速。
14.電話投訴:如駕駛員回響電召卻沒去接乘客,乘客可以打電話投訴計程車駕駛員。反之如果駕駛員去接乘客,但是乘客卻不乘車,駕駛員亦可以投訴乘客。
15.電召服務:通過96126叫車平台科學的調度路網中的車輛,從而減少乘客叫車等待時間,出租汽車駕駛員可以降低空駛里程,節約成本,更好的為市提供民服務。為智慧型交通提供科學有效的技術支持。
16.乘客的刷卡功能:為了方便乘客乘車消費,車載終端提供了刷卡功能,可以通過車載讀卡器進行刷卡消費(目前已開通明珠卡的刷卡功能)。
17.服務評價功能:乘客每次到達目的地後,可以對本次計程車駕駛員的服務進行評價。可以分為滿意,基本滿意,不滿意三種評價。

市場發展

中國GPS導航的市場潛力巨大。截至到2005年底,中國擁有車載導航設備的車輛不足10萬輛,相對於3000萬輛的汽車總數來說,普及率不到1%。而日本的汽車車載導航安裝率高達59%,歐美約占25%。2006年便攜導航市場應該有近5億元的規模,而隨著市場的高速發展及新品牌的層出不窮,預計2009年中國汽車GPS導航系統終端的銷售額將接近100億元。
2008年,被人們稱為中國的“3G元年”。眾所周知,在國內通信領域,最火的就是正在試運行的TD-SCDMA——3G標準。作為新一代的通信技術,3G帶給人們非常多的期許。3G牌照的全面發放,也成了人們共同關注的焦點。其實在國內的GPS導航領域也在經歷著一場蛻變,第三代PND類導航產品的應運而生,已經把人們帶進了全新的導航時代。
衛星導航套用產業在國民經濟中發揮著越來越重要的作用,將成為十一五”發展的亮點。在“十一五”期間,衛星導航在其它領域如航空、海路、鐵路、建築、電信、電力等方面的套用都會有很大的發展空間。
衛星導航技術的發展趨勢主要表現在三方面:一是衛星導航的多系統並存,使系統可用性得以提高,套用領域將更廣闊;二是多元組合導航技術正在得到推廣套用,主要有GPS與移動通信基站定位、陀螺、航位推算技術等的組合套用;三是衛星導航與無線通信等其它高技術相結合,如GPS接收機嵌入到蜂窩電話、攜帶型PC、PDA和手錶等通信、安全和消費類電子產品中,從根本上促進了IT技術的整體發展。

如何選購

質量在選擇GPS導航產品時,軟體和硬體的配置非常重要。一般來說專業品牌廠商的硬體配置是比較值得信賴的。一些山寨的GPS廠商經常編造硬體的配置,在液晶屏、GPS晶片、處理器等方面難以保證產品質量。他們整個GPS產品的生產過程無非是將一些硬體進行簡單的整合和組裝。而正規GPS廠家的硬體配置往往要經過層層把關,並要通過ISO質量生產標準(主要是ISO2000質量認證、ISO14001環境認證)等的認證。對於汽車產品只有通過“ISO/TS TS16949標準認證”才能向賓士大眾等汽車廠商供應產品和服務。軟體而在軟體方面最受關注的自然就是GPS導航地圖數據的準確性和更新的及時性。地圖的經常更新造成了電子地圖的製作成本居高不下,因此許多不合格的GPS生產廠商就會減少地圖更新或是盜版其他電子地圖。消費者如果使用採用“假冒偽劣”的地圖的機器導航,不僅容易“誤入歧途”,甚至會有生命危險。品牌實際上,品牌的重要性遠遠超過了其它。由於衛星導航產業在中國是一個處於發展期的高新科技行業,只有那些在市場上耕耘多年的專業廠商,才能保障產品技術方面的領先優勢,同時也有資金和實力為用戶提供全面、優秀的服務保障。
產品的價格和售後服務也是購買產品要考慮的主要因素。消費者都希望能買到質優價廉的產品,但結果卻未必得償所願。市
場上很多的導航產品“價廉”卻並不“物美”。所以,在這裡要提醒消費者,選購產品時,不要被單純的不正常低價蒙蔽雙眼。對於與自己駕駛出行、旅遊探險息息相關的導航產品來說,一定不要吝嗇為自己的“出行安全”買單。
作為GPS導航產品,產品技術的升級和地圖數據的更新是非常重要的,只有專業品牌的廠家才能夠為消費者及時提供這樣的服務。誤區油價三連跌後,又迎來三連漲,剛剛購車的新手,更是擔心自己多跑了冤枉路,導致任何省油駕駛習慣都白費了。因此,購車之後,越來越多的菜鳥都會考慮購買車載導航儀。可是,記者發現,除了導航產品本身的缺陷外,無論在選購時的靜態測試,還是在實際套用過程中,車主們都存在一些認識誤區。
一、選購時莫迷信搜星速度
通常,在購買GPS導航儀的商店中,銷售人員會向消費者們展示產品的搜星接收信號如何迅速。通常,GPS分為熱啟動、冷啟動和溫啟動三種方式,但在售賣導航儀的過程中,有些銷售人員故意偷換概念,用不同狀態下的GPS進行搜星速度比測。一般初次使用時、電池耗盡導致信息丟失,或者關機狀態下將接收設備移動1000公里以上距離時,GPS冷啟動定位速度相比熱啟動定位速度要慢很多。
其實,很多消費者都看重超快速定位,但銷售人員展示的搜星超快不一定是真的快,因為需要區分冷熱啟動的不同狀態,像市場上有些GPS產品搭載了HotFix超快速定位技術,比起其餘沒有超快速定位技術的產品,定位速度要快一倍以上。
二、語種並非越多越實用
由於實際套用中,多數情況下是利用產品的聲音來導航,因此,越來越多的產品又多了一個賣點“多語種選擇”,除了最常見的國語、英語,還出現了粵語、客家話、潮州話、東北話、四川話等方言,因此,有的消費者在選購時,就覺得它的“語言能力”超強。但有些消費者在使用後反映,其實最能夠將路面實際情況表達得恰到好處的,始終是國語。其它語言則只是將路名距離等簡單的信息機械地以當地方言表達出來,因此,在導航信息的表述中,讓人感覺怪怪的。
三、對比超遠景點路線規劃
選擇一款導航產品,它對路線規劃、演算速度的快慢,是衡量產品優劣的一個重要方面。因此,有些消費者在購買時,喜歡輸入當地的道路信息,以試驗產品的運算情況,這並不足夠。可儘量將一些極遠的地點,如西藏、新疆、內蒙古、吉林等地的旅遊景點設為目的地,以測試機器的計算速度。而且,這種遠程目的地最好多輸入幾個。記者在使用中發現,將西藏布達拉宮設為目的地,有的產品雖然可以較迅速地規劃出路徑,但再將吉林、內蒙古的一些景點設為目的地,讓它演算,產品就逐漸出現了運算緩慢甚至當機現象。如果機器每次的演算狀態進度,從0%-100%都可以在短時間內完成,證明其運行質量可以得到保證。但如果有的機器在顯示到60%-70%時,就出現很緩慢,甚至當機,這種機器顯然不太適合那些喜歡自駕遠遊的消費者。
四、輸入興趣點對比地圖信息量
市場上大部分品牌的GPS導航儀,都會選擇一家固定的電子地圖商合作。但要注意,這種符合國家出版資質的電子地圖,大體上數據信息相差不大,但卻有南北之分。有的公司的電子地圖面向的市場為南方,因此,使用者會發現,本地的一些興趣點的信息量會十分豐富,以郊區一些樓盤為例,主打南方市場的某電子地圖,連該樓盤內不同小區的名稱都可以顯示出來。而一些側重北方市場的電子地圖,則連該樓盤都找不到。因此,在選購時,消費者可以根據自己的需求,對比一下不同產品電子地圖的信息量是否豐富。比如,選擇了禪城區之後,可輸入一些連鎖餐飲企業名稱,看同一區域內哪個更詳細些。結果,有些地圖顯示出二十幾個,但另外一些地圖只顯示出十來個。
五、別憑熟悉路線判斷產品優劣
在選購時,很多人會第一時間將自己經常行駛的出發地與目的地輸入,看看它指引的路線是否與自己經常行駛的路線吻合,以此來判別產品的優劣。其實,這並不完全正確。有經常使用導航儀的車主表示,在不堵車的前提下,往往導航儀推薦的路線更近。可見,如果車主比較熟悉出發地與目的地,容易懷疑導航儀的引導路線。不過,導航儀指引的路線雖然比較近,但也會出現所指引的小路路況極差,甚至難以通過的情況。

四大導航

1、美國全球定位系統(GPS)。有24顆衛星組成,分布在6條交點互隔60度的軌道面上,精度約為10米,軍民兩用,正在試驗第二代衛星系統;
2、俄羅斯“格洛納斯”系統。有24顆衛星組成,精度在10米左右,軍民兩用,設計2009年底服務範圍拓展到全球;
3、歐洲“伽利略”系統。有30顆衛星組成,定位誤差不超過1米,主要為民用。2005年首顆試驗衛星已成功發射。預計2008年前開通定位服務;
4、中國“北斗”系統。由5顆靜止軌道衛星和30顆非靜止軌道衛星組成。“北斗一號”精確度在10米之內,而“北斗二號”可以精確到“厘米”之內。計畫2008年左右覆蓋中國及周邊地區,然後逐步擴展為全球衛星導航系統。2012年10月25日23時33分,我國在西昌衛星發射中心用“長征三號丙”火箭,成功將第16顆北斗導航衛星送入預定軌道。這是我國二代北斗導航工程的最後一顆衛星,這是長征系列運載火箭的第170次發射。至此,我國北斗導航工程區域組網順利完成。
全球定位系統(GlobalPositioningSystem)是美國第二代衛星導航系統。是在子午儀衛星導航系統的基礎上發展起來的,它採納了子午儀系統的成功經驗。和子午儀系統一樣,全球定位系統由空間部分、地面監控部分和用戶接收機三大部分組成。全球定位系統的空間部分使用24顆高度約2.02萬千米的衛星組成衛星星座。21+3顆衛星均為近圓形軌道,運行周期約為11小時58分,分布在六個軌道面上(每軌道面四顆),軌道傾角為55度。衛星的分布使得在全球的任何地方,任何時間都可觀測到四顆以上的衛星,並能保持良好定位解算精度的幾何圖形(DOP)。這就提供了在時間上連續的全球導航能力。
地面監控部分包括四個監控站、一個上行注入站和一個主控站。監控站設有GPS用戶接收機、原子鐘、收集當地氣象數據的感測器和進行數據初步處理的計算機。監控站的主要任務是取得衛星觀測數據並將這些數據傳送至主控站。主控站設在范登堡空軍基地。它對地面監控部實行全面控制。主控站主要任務是收集各監控站對GPS衛星的全部觀測數據,利用這些數據計算每顆GPS衛星的軌道和衛星鐘改正值。上行注入站也設在范登堡空軍基地。它的任務主要是在每顆衛星運行至上空時把這類導航數據及主控站的指令注入到衛星。這種注入對每顆GPS衛星每天進行一次,並在衛星離開注入站作用範圍之前進行最後的注入。

時鐘裝置

時鐘裝置的GPS是英文GlobalPositioningSatellite,是DCS系統的時鐘裝置,提供DCS系統工作站和DPU的時鐘同步。同時擴展接口為電氣設備提供GPS時間同步。

注意事項

1、在家不能搜星GPS靠直接接收美國GPS衛星信號工作,需要在室外看到天空的地方才能接收到衛星信號,室內不能接收!

2、電池使用時間短
所有車載型GPS電池連續使用時間都不長,因車上有點菸器電源,設計者認為沒有機會需要長時間用電池待機,電池只做備用,不插電源連續使用一般只有40分鐘~1.5小時,型號不同,使用不同,還會有較大差異。
需要注意的是汽車點火發動的瞬間,啟動電流很大,有衝擊燒毀車充保險絲的風險,最好在汽車啟動的時候,不要在點菸器上插車充,啟動後再連線。
3、定位不準
GPS正常平面定位誤差在10-20米以內,受到如天氣,美國GPS政策等諸多因素影響,有時還會更大。如果地圖指示位置沒有很準確在路上,原因可能是信號不良導致延滯造成誤差,也可能是地圖數據偶爾偏差,也有可能是路很寬,所以看起來GPS好像穩定偏移路面。

4、不能搜星或者搜星慢
遇到不能搜星或者搜星慢的情況不要著急,請換地點改時間再試試。不要用一兩次,或一兩天就決定GPS的好壞,由於衛星狀態每天都不同,也許同一個地方,上午信號滿格,但晚上信號差點。

我國前景

隨著汽車、手機等高檔消費品的普及,中國正在成為全球衛星定位導航系統(GPS)產業增長最快的市場之一。“十一五”期間,GPS在多個領域將會擁有更大的發展空間。然而,由於GPS在我國尚處於起步階段,與產業發展相配套的環境還不完善,制約了企業的創新和發展。致力於GPS產業發展的有識之士時刻關注著這些問題,並親自實踐探索其發展和突破之道。北京東方聯星科技有限公司總經理張峻林是眾多探索者中的一員。有了更多這樣的有識之士,中國GPS產業的明天值得期待。
中國投資諮詢網《2007年中國GPS導航市場分析及投資諮詢報告》稱,截至2005年底,中國安裝車載導航設備的車輛不足10萬輛,普及率不到1%。隨著中國市場的高速發展及新品牌的層出不窮,預計GPS產業產值在2007年可接近10億元。“十一五”期間,GPS
在航空、海路、鐵路、建築、電信、電力等領域的套用都會有很大的發展空間。然而,由於GPS在我國處於起步階段,與產業發展相配套的環境還不盡完善,制約了企業的創新和發展。
產業配套環境急需建立與GPS產業發達的國家相比,我國的GPS產業尚處於起步階段,與之配套的大環境還沒有形成,企業發展相對較難。雖然中國企業自主研製的GPS核心技術產品已經達到國際水平,甚至直接賣給國外的公司,但由於沒有適合產業發展的大環境,產業鏈沒有形成,許多相關配套產品都沒有企業提供。特別是能夠研發核心技術的企業太少,只有東方聯星、西安華訊、北京星科聯通等少數幾家,勢單力孤。
在政策環境方面,雖然國家已經認識到發展GPS的重要性,但支持力度遠遠不夠。“主要還是國家衛星導航的人才太少,制定發展衛星導航產業的框架戰略不清晰,導致國家對未來衛星導航產業的認識不足,投入謹慎,對企業的支持力度不夠。”業內人士表示。此外,高校中沒有教授GPS知識的人,更談不上培養下一代GPS人才。
據國外專家預測,到2030年,世界GPS市場將進入到平緩發展階段,市場趨於平穩,套用範圍雖十分廣泛,但隨著產業規模的擴大,單位利潤會逐漸降低。由於事關中國衛星導航產業的發展,多年來一直致力於此的業內人士對以上情況看在眼裡急在心裡,其中就包括東方聯星科技公司總經理張峻林。他說:“衛星導航在國內外都是不成熟的,但是如果再等5年,國外技術完全成熟的時候,我們的機會就更少了,就像現在去做PC作業系統,談何容易?”東方聯星雖然在某些領域已經走在了世界GPS事業的前列,但是缺乏大的環境支持,難免曲高和寡。國家已經認識到發展GPS的重要性,特別是對某些國有企業動輒支持幾千萬甚至上億元。但這些國有企業並沒有自己的核心技術,而是斥巨資購買國外的技術產品。如果這些企業能轉而利用國內企業的核心技術,讓他們分一杯羹,不僅可以保證國內企業的生存,還能打開GPS發展的大環境,推動我國衛星導航事業的發展。“但是像這樣的局面有誰來改變呢?”張峻林鬱悶地說。

定位系統

定義GPS定位系統是指利用衛星,在全球範圍內實時進行定位、導航的系統,簡稱GPS(GlobalPositioningSystem)。GPS定位系統功能必須具備GPS終端、傳輸網路和監控平台三個要素;這三個要素缺一不可;通過這三個要素,可以提供車輛防盜、反劫、行駛路線監控及呼叫指揮等功能。構成空間部分GPS定位系統的空間部分是由24顆GPS工作衛星所組成,這些GPS工作衛星共同組成了GPS衛星星座,其中21顆為可用於導航的衛星,3顆為活動的備用衛星。這24顆衛星分布在6個傾角為55°的軌道上繞地球運行。衛星的運行周期約為12恆星時。每顆GPS工作衛星都發出用於導航定位的信號。GPS用戶正是利用這些信號來進行工作的。可見,GPS定位系統衛星部分的作用就是不斷地發射導航電文。
控制部分
GPS定位系統的控制部分由分布在全球的由若干個跟蹤站所組成的監控系統所構成,根據其作用的不同,這些跟蹤站又被
分為主控站、監控站和注入站。主控站的作用是根據各監控站對GPS的觀測數據,計算出衛星的星曆和衛星鐘的改正參數等,並將這些數據通過注入站注入到衛星中去;同時,它還對衛星進行控制,向衛星發布指令,當工作衛星出現故障時,調度備用衛星,替代失效的工作衛星工作;另外,主控站也具有監控站的功能。注入站的作用是將主控站計算出的衛星星曆和衛星鐘的改正數等注入到衛星中去。
用戶部分
GPS定位系統的用戶部分由GPS接收機、數據處理軟體及相應的用戶設備如計算機氣象儀器等所組成。它的作用是接收GPS衛星所發出的信號,利用這些信號進行導航定位等工作。
以上這三個部分共同組成了一個完整的GPS定位系統。特點GPS定位系統具有性能好、精度高、套用廣的特點,是迄今最好的導航定位系統。隨著全球定位系統的不斷改進,硬、軟體的不斷完善,套用領域正在不斷地開拓,已遍及國民經濟各種部門,並開始逐步深入人們的日常生活。

網的設計

建立城市或其它局部性GPS控制網是一項重要的基礎性工作,技術設計則是建立GPS網的第一步,是保證GPS網能夠滿足經濟建設需要,保證GPS成果質量可靠的關鍵性工作。
隨著GPS在測量中套用的普及,對GPS套用的研究有了更廣泛的擴展。而GPS 網無論是在布網方案,還是在平差模型方面,都與經典網有許多不同之處。由此,經典網的最佳化設計不再完全適用於GPS網的最佳化設計。本文在總結了GPS 網特點和經典網最佳化設計特點的基礎上,提出了GPS網最佳化設計的分類與最佳化目標。

標準

全球定位系統(GPS)測量規範GB/T18314-2001
Specificationsforglobalpositioningsystem(GPS)surveys

範圍

本標準規定利用全球定位系統(GPS)按靜態、快速靜態定位原理,建立測量控制網(簡稱(GPS)控制網)的原則、等級劃分和作業方法。
本標準適用於國家和局部GPS控制網的設計、布測和數據處理。

引用標準

下列標準所包含的條文,通過在本標準中引用而構成為本標準的條文。本標準出版時,所示版本均為有效。所有標準都會被修訂,適用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性。
GB12897-1991國家一、二等水準測量規範
GB12898-1991國家三、四等水準測量規範
GB/T17942-2000國家三角測量規範
CH1002-1995測繪產品檢查驗收規定
CH1003-1995測繪產品質量評定規定
CH/T1004-1999測繪技術設計規定
CH8016-1995全球定位系統(GPS)測量型接收機檢定規程

實際運用

道路工程中的套用GPS在道路工程中的套用,主要是用於建立各種道路工程控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。中國已逐步採用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,在幾十公里範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技術也同樣套用於特大橋樑的控制測量中。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套用前景,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。巡更套用GPS是英文GlobalPositioningSystem(全球定位系統)的簡稱。GPS運用到電子巡更里的優勢是如果一個比較長比較遠的巡檢線路,不需要安裝巡檢點,直接從衛星上取得坐標信號,主要適用於長距離巡更巡檢如電信、森林防火、石化油氣管道勘查等。澳普門禁的左光智介紹:“但是GPS容易受環境的影響,比如因為陰天的森林天上有雲、電離層都會對衛星信號產生影響甚至有可能定位不到。”加上GPS耗電量大,成本高;最大的局限性是GPS不能在封閉的空間內比如大樓裡面使用,而巡更產品大部分是用於室內的。
汽車導航和交通管理中的套用
(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,使目標始終保持在螢幕上;還可實現多視窗、多車輛、多螢幕同時跟蹤。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。
其它套用
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鐘可以發布時間和頻率信息,因此,以空間衛星上的精確時鐘為基礎,在地面監測站的監控下,傳送精確時間和頻率是GPS的另一重要套用,套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,據國外資料顯示,還可利用GPS獲得氣象數據,為某些實驗和工程套用。時間服務以GPS的時間為基準,為領域內的設備提供時間服務,是時間伺服器基準時間重要來源。全球衛星定位系統GPS是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套用。在已開發國家,GPS技術已經開始套用於交通運輸和交通工程。GPS技術在中國道路工程和交通管理中的套用還剛剛起步,隨著我國經濟的發展,高等級公路的快速修建和GPS技術的套用研究的逐步深入,其在道路工程中的套用也會更加廣泛和深入,並發揮更大的作用。

科技分類導航

科技即科學技術,科學與技術的通稱,通常人們先於掌握科學的原理之前,早有利用該原理的技術。
光電科技影像科技核能科技太空科技
生物技術納米技術航空航天信息技術

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