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GPS知识全面扫盲 (申精)

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发表于 2009-7-9 13:35:49
GPS入门术语大全

GPS作为野外定位的最佳工具,在户外运动中有广泛的应用,在国内也可以越来越经常地看见有人使用了。GPS不象电视或收音机,打开就能用,它更象一架相机,你需要有一定的知识。
  首先大家要弄清使用GPS时常碰到的一些术语:
1.坐标(coordinate)
    有2维、3维两种坐标表示,当GPS能够收到4颗及以上卫星的信号时,它能计算出本地的3微坐标:经度、纬度、高度,若只能收到3颗卫星的信号,它只能计算出2维坐标:精度和纬度,这时它可能还会显示高度数据,但这数据是无效的。大部分GPS不仅能以经/纬度(Lat/Long)的方式,显示坐标,而且还可以用UTM(Universal Transverse Mercator)等坐标系统显示坐标但我们一般还是使用LAT/LONG系统,这主要是由你所使用的地图的坐标系统决定的。坐标的精度在Selective Availability(美国防部为减小GPS精确度而实施的一种措施)打开时,GPS的水平精度在100-50米之间,视接受到卫星信号的多少和强弱而定,若根据GPS的指示,说你已经到达,那么四周看看,应该在大约一个足球场大小的面积内发现你的目标的。
    在SA关闭时,精度能达到15米左右。高度的精确性由于系统结构的原因,更差些。经纬度的显示方式一般都可以根据自己的爱好选择,一般有”hddd.ddddd”,”hddd*mm.mmm”“,”hddd*mm”ss.s”““(其中的”*”代表”度”,以下同)地球子午线长是39940.67公里,纬度改变一度合110.94公里,一分合1.849公里,一秒合30.8米,赤道圈是40075.36公里,北京地区纬在北纬40度左右,纬度圈长为40075*sin(90-40),此地经度一度合276公里,一分合1.42公里一秒合23.69米,你可以选定某个显示方式,并把各位数字改变一对应地面移动多少米记住,这样能在经纬度和实际里程间建立个大概的对应。大部分GPS都有计算两点距离的功能,可给出两个坐标间的精确距离。高度的显示会有英制和公制两种方式,进GPS的SETUP页面,设置成公制,这样在其他象速度、距离等的显示也都会成公制的了。
2.路标(Landmark or Waypoint)
    GPS内存中保存的一个点的坐标值。在有GPS信号时,按一下”MARK”键,就会把当前点记成一个路标,它有个默认的一般是象”LMK04”之类的名字,你可以修改成一个易认的名字(字母用上下箭头输入),还可以给它选定一个图标。路标是GPS数据核心,它是构成”路线”(见3)的基础。标记路标是GPS主要功能之一,但是你也可以从地图上读出一个地点的坐标,手工或通过计算机接口输入GPS,成为一个路标。一个路标可以将来用于GOTO功能(见5)的目标,也可以选进一条路线Route,见3.)作为一个支点。一般GPS能记录500个或以上的路标。
3.路线(ROUTE)
    路线是GPS内存中存储的一组数据,包括一个起点和一个终点的坐标,还可以包括若干中间点的坐标,每两个坐标点之间的线段叫一条”腿”(leg)。常见GPS能存储20条线路,每条线路30条”腿”。各坐标点可以从现有路标中选择,或是手工/计算机输入数值,输入的路点同时做为一个路标(Waypoint/Landmark)保存。实际上一条路线的所有点都是对某个路标的引用,比如你在路标菜单下改变一个路标的名字或坐标,如果某条路线使用了它,你会发现这条线路也发生了同样的变化。可以有一条路线是”活跃”(Activity)的。”活跃”路线的路点是导向(见5)功能的目标。
4.前进方向(HeADIng)
    GPS没有指北针的功能,静止不动时它是不知道方向的。但是一旦动了起来,它就能知道自己的运动方向。GPS每隔一秒更新一次当前地点信息,每一点的坐标和上一点的坐标一比较,就可以知道前进的方向,请注意这并不是GPS头指的方向,它老人家是不知道自己的脑袋和运动路线是成多少度角的。不同GPS关于前进方向的算法是不同的,基本上是最近若干秒的前进方向,所以除非你已经走了一段并仍然在走直线,否则前进方向是不准确的,尤其是在拐弯的时候你会看到数值在变个不停。方向的是以多少度显示的,这个度数是手表表盘朝上,12点指向北方,顺时针转的角度。有很多GPS还可以用指向罗盘和标尺的方式来显示这个角度。一般同时还显示前进平均速度,也是根据最近一段的位移和时间计算的。
5.导向(Bearing)
    导向功能在以下条件下起作用:
    1.)以设定”走向”(GOTO)目标。”走向”目标的设定可以按”GOTO”键,然后从列表中选择一个路标。以后”导向”功能将导向此路标。
    2.)目前有活跃路线(Activity route)。活跃路线一般在设置->路线菜单下设定。如果目前有活动路线,那么”导向”的点是路线中第一个路点,每到达一个路点后,自动指到下一个路点。
    在”导向”页面上部都会标有当前导向路点名称(“ROUTE”里的点也是有名称的)。它是根据当前位置,计算出导向目标对你的方向角,以与”前进方向”相同的角度值显示。同时显示离目标的距离等信息。读出导向方向,按此方向前进即可走到目的地。有些GPS把前进方向和导向功能结合起来,只要用GPS的头指向前进方向,就会有一个指针箭头指向前进方向和目标方向的偏角,跟着这个箭头就能找到目标。
6.日出日落时间(Sun set/raise time)
    大多数GPS能够显示当地的日出、日落时间,这在计划出发/宿营时间时是有用的。这个时间是GPS根据当地经度和日期计算得到的,是指平原地区的日出、日落时间,在山区因为有山脊遮挡,日照时间根据情况要早晚各少半个小时以上。GPS的时间是从卫星信号得到的格林尼制时间,在设置(setup)菜单里可以设置本地的时间偏移,对中国来说,应设+8小时,此值只与时间的显示有关。
7.足迹线(Plot trail)
    GPS每秒更新一次坐标信息,所以可以记载自己的运动轨迹。一般GPS能记录1024个以上足迹点,在一个专用页面上,以可调比例尺显示移动轨迹。足迹点的采样有自动和定时两种方式自动采样由GPS自动决定足迹点的采样方式,一般是只记录方向转折点,长距离直线行走时不记点;定时采样可以规定采样时间间隔,比如30秒、一分钟、5分钟或其他时间,每隔这么长时间记一个足迹点。在足迹线页面上可以清楚地看到自己足迹的水平投影。你可以开始记录、停止记录、设置方式或清空足迹线。”足迹”线上的点都没有名字,不能单独引用,查看其坐标,主要用来画路线图(计算机下载路线?)和”回溯”功能。很多GPS有一种叫做”回溯”(Trace back)的功能,使用此功能时,它会把足迹线转化为一条”路线”(ROUTE),路点的选择是由GPS内部程序完成的一般是选用足迹线上大的转折点。
    同时,把此路线激活为活动路线,用户即可按导向功能原路返回。要注意的是回溯功能一般会把回溯路线放进某一默认路线(比如route0)中,看你GPS的说明书,使用前要先检查此线路是否已有数据,若有,要先用拷贝功能复制到另一条空线路中去,以免覆盖。回溯路线上的各路点用系统默认的临时名字如”T001”之类,有的GPS定第二条回溯路线时会重用这些名字,这时即使你已经把旧的路线做了拷贝,由于路点引用的名字被重用了,所以路线也会改变,不是原来那条回溯路线了。请查看你GPS的使用说明书,并试用以明确你的情况。有必要的话,对于需要长期保存的TraceBack路线,要拷贝到空闲路线,并重命名所有路点名字
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发表于 2009-7-9 13:36:22
GPS的种类介绍

1.非独立式GPS
  笔记本电脑使用的GPS接收机有蓝牙、CF(Compact Flash)、USB等3种接口,配合PDA使用的还有SDIO接口的。这些GPS没有显示屏,不能独立使用,通过NMEA协议标准将定位信息提供给计算设备。这些非独立式GPS的制造商大多是新兴的电子设备制造商,很多知名制造商都来自中国台湾省,如长天科技(Holux)、丽台科技(LeadTek)等。
  2.GPS Mouse
  USB接口的GPS接收机也被称为GPS Mouse,价格最便宜。GPS Mouse把GPS模块、天线和串口/USB口转换芯片集成在一起,通过一段1~1.5m的线缆连接到笔记本电脑的USB口。USB接口既可以传递GPS定位信息,也可以向GPS模块供电。GPS Mouse非常适合笔记本电脑车辆导航,但是不适合步行时使用。在车辆导航时,GPS Mouse可以放到车外并吸附到车顶上,最大限度地接收GPS信号(优质的汽车玻璃含有金属成分以抵挡紫外线,会降低GPS信号强度)。
  细心的读者也许从前面的介绍中注意到,GPS Mouse中有一个串口/USB口转换芯片,这岂不是画蛇添足,直接把GPS模块设计成USB接口不就完了?这一“画蛇添足”的设计起因在于GPS数据接口协议NMEA-0183,这一协议把GPS的数据接口定义为4800bps的串行数据总线。绝大多数的电子地图软件都通过NMEA V2.0以上标准读取串口上的GPS信息。如果GPS直接设计成USB口,就会有兼容性问题,而通过串口/USB口转换芯片,在计算设备上再安装驱动程序,就可以把USB口模拟成串口,兼容性非常好。事实上,CF口和蓝牙的GPS接收机也都要模拟成串口,才能被电子地图软件识别。
  除了NMEA数据接口协议外,最为知名的是Garmin公司GPS的专用Garmin协议。Garmin自己的地图软件都只支持Garmin协议,另外Google Earth Pro/Plus和OziExplorer目前也支持Garmin协议。
  3.CF口GPS
  CF口GPS主要是为PDA设计的,不过现在的PDA越做越小,已经逐渐放弃CF口而改用SD口。CF口通过转接卡可以接入笔记本电脑的PCMCIA接口,因为没有线缆连接,使用起来比USB接口更为方便,优势主要体现在步行使用中。在车用导航时,CF口GPS可以通过外接天线实现GPS Mouse灵活摆放的特性(通过把天线摆放到合适的位置以接收到足够强的GPS卫星信号)。当然,CF口GPS的价格也略高,一般在500~600元。
  由于CF口GPS最初主要面向PDA设计,留给我们的后遗症就是部分产品的驱动程序和笔记本电脑上的操作系统兼容性不好,甚至根本不能安装,用户在购买时最好先安装调试再付款。
  4.蓝牙GPS
  蓝牙GPS接收机是2005年的明星,通过无线连接笔记本电脑、PDA甚至智能手机都非常方便,又可以实现灵活摆放的特点,因此受到了用户普遍欢迎。由于蓝牙标准本身就有模拟串口的功能,所以在电子地图兼容性方面也比较好,不过有时也有不兼容问题。
  蓝牙GPS的缺点是需要配备电池并经常充电,而且很多用户不熟悉蓝牙设备的软件设置方法。加之价格略高(800元上下),应用还不够普遍。不过,随着越来越多的笔记本电脑集成蓝牙功能,蓝牙GPS有望成为市场上的主流产品。
  5.独立式GPS
  其实,最早的民用GPS都是可以独立使用的GPS设备。这类设备又可以分为手持式、车载式,有独立显示屏用于显示地图或航点航迹信息,大部分有集成的电子地图功能(俗称地图机),体积一般也比较大,价格从1000~9000元不等,功能差异很大。独立式民用GPS最著名的2家供应商都来自美国,分别是高明(Garmin)和麦哲伦(Magellan),在国内可以买到他们的产品。此外还有欧洲的TomTom在车载GPS领域中比较著名。
  独立式GPS一般也具有数据接口和笔记本电脑进行连接,接口大多为串口,部分采用USB口或蓝牙接口。这些接口的主要目的并不是为了把定位信号实时传递给计算设备,而是为在GPS设备和计算机之间复制航迹和地图等信息,因此在连接笔记本电脑传递定位信息时都不太方便。笔记本电脑已经很少配备串口,因此连接串口需要串口/USB口转换器,并安装驱动程序把USB接口模拟成串口。
  独立式GPS一般不会连接笔记本电脑一起使用,除非不是地图机,或者没有特定地区的GPS地图。在配合笔记本电脑使用为主的应用模式下,我们也不推荐使用独立式GPS。
  现在,有越来越多的PDA厂商加入独立式GPS的阵营,推出集成GPS接收机和电子地图的产品。尽管在应用上PDA GPS和传统的独立式GPS地图机很接近,但是这些产品都是通用的处理器、操作系统和电子地图软件,在架构、功耗、坚固性和防水性等方面也明显有别于传统独立式GPS。因此,本刊把这样的产品定义为“GPS嫁接PDA”的范畴,在今后的专题中讨论。
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发表于 2009-7-9 13:37:04
GPS全球卫星定位系统及导航系统常识

一、什么是GPS?
GPS全称是Global Position System,中文意思是"全球定位系统"。通过GPS的定位功能 就能知道您当前处于地球上的具体位置,该具体位置是用一组经纬度和海拔高度数据信息来表现出来的。
GPS是美国国防部陆海空三军联合研制的第二代卫星导航定位系统,自1973年到1993年,GPS全球定位系统的建立经历了近20年,耗资过百亿美元;整个定位系统主要是通过围绕在地球表面的24颗人造卫星来实现全天候、全球性和高精度的连续定位的,这24颗卫星分六条轨道围绕在地球表面,每条轨道上有四颗卫星。
GPS虽然叫"全球定位系统",但只是"全球定位系统"其中的一种,全球卫星导航系统包括GPS、GLONASS、GALILEO、GNSS等所有系统,是由不同国家创建的。
关于GPS更详细的说明资料请进入这里:GPS知识库
二、“导航”是什么意思?
通过借助GPS全球定位功能及车载电子地图,然后在您输入了要去的目的地后导航系统就会在您的行驶过程中自动在电子地图上给您规划出到达目的地的最佳行车路线,并配有专业导航语言及文字导航信息来引导您正确航行至目的地,这就是导航的意思。
所以要实现导航功能必须满足两个基本条件:第一是有GPS全球定位系统的终端设备,即能接收和处理卫星信号;第二就是要有(中国)电子地图。
三、GPS与导航的区别
GPS与导航是两个不同的概念,GPS可以说是一种技术,而导航则是利用这种技术而创造出来的一种产品;所以说导航是在GPS的基础上发展起来的。GPS其实就是一些经纬度和海拔高度的数据信息,对于绝大部分终端用户来说即使知道了也没多少实际作用;导航就不一样了,只要您打开导航系统,并确定了您要去的目的地,导航系统便会自动完成行驶路径的规划,并配合专业文字及语言报读信息引导您安全快捷到达您的目的地。简单地说,导航就是“带路人”,而且这个“带路人”的道路数据非常庞大,天目领航导航系统现在的电子地图覆盖范围已经超过市面上其他任何一种导航产品的地图覆盖范围,达到了一千二百多个城市的详细地图数据(地图具体覆盖范围请转到主营产品里了解)。
四、GPS防盗和GPS导航
GPS防盗是利用GPS全球卫星定位技术来实现远程追踪防盗的,属于较早期的GPS产品;而GPS导航则是利用GPS技术并配合电子地图来实现智能导航功能的,属于高新GPS产品;所以两者不是同一个概念,作用当然也不同。但现在仍有一部分人一听到GPS就以为是防盗的,要知道装了GPS防盗的客户一旦去到陌生城市就不很清楚自己行驶在什么地方,也不很清楚要怎样才能更快到达目的地,想知道自己的位置还要打电话到监控服务中心咨询;但有了GPS导航系统以上的问题就全迎刃而解了,不但能让您对自己正行驶的地理位置了如指掌,更能指引您轻松快捷到达您想去的目的地。当然,GPS导航不具备GPS防盗的防盗功能,而GPS防盗也不具备GPS导航的导航功能,这就是两者的区别。
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发表于 2009-7-9 13:38:28
GPS全球定位的原理是什么

GPS系统包括三大部分:空间部分—GPS卫星星座;地面控制部分—地面监控系统;用户设备部分—GPS信号接收机。
1、GPS卫星星座
由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成GPS卫星星座,记作(21+3)GPS星座。24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内,轨道倾角为55度,各个轨道平面之间相距60度,即轨道的升交点赤经各相差60度。每个轨道平面内各颗卫星之间的升交角距相差90度,一轨道平面上的卫星比西边相邻轨道平面上的相应卫星超前30度。
在两万公里高空的GPS卫星,当地球对恒星来说自转一周时,它们绕地球运行二周,即绕地球一周的时间为12恒星时。这样,对于地面观测者来说,每天将提前4分钟见到同一颗GPS卫星。位于地平线以上的卫星颗数随着时间和地点的不同而不同,最少可见到4颗,最多可见到11颗。在用GPS信号导航定位时,为了结算测站的三维坐标,必须观测4颗GPS卫星,称为定位星座。这4颗卫星在观测过程中的几何位置分布对定位精度有一定的影响。对于某地某时,甚至不能测得精确的点位坐标,这种时间段叫做“间隙段”。但这种时间间隙段是很短暂的,并不影响全球绝大多数地方的全天候、高精度、连续实时的导航定位测量。GPS工作卫星的编号和试验卫星基本相同。
2、地面监控系统
对于导航定位来说,GPS卫星是一动态已知点。星的位置是依据卫星发射的星历—描述卫星运动及其轨道的的参数算得的。每颗GPS卫星所播发的星历,是由地面监控系统提供的。卫星上的各种设备是否正常工作,以及卫星是否一直沿着预定轨道运行,都要由地面设备进行监测和控制。地面监控系统另一重要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准—GPS时间系统。这就需要地面站监测各颗卫星的时间,求出钟差。然后由地面注入站发给卫星,卫星再由导航电文发给用户设备。GPS工作卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站。
3、GPS信号接收机
GPS信号接收机的任务是:能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号,并跟踪这些卫星的运行,对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理,以便测量出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间,解译出GPS卫星所发送的导航电文,实时地计算出测站的三维位置,位置,甚至三维速度和时间。
GPS卫星发送的导航定位信号,是一种可供无数用户共享的信息资源。对于陆地、海洋和空间的广大用户,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。
静态定位中,GPS接收机在捕获和跟踪GPS卫星的过程中固定不变,接收机高精度地测量GPS信号的传播时间,利用GPS卫星在轨的已知位置,解算出接收机天线所在位置的三维坐标。而动态定位则是用GPS接收机测定一个运动物体的运行轨迹。GPS信号接收机所位于的运动物体叫做载体(如航行中的船舰,空中的飞机,行走的车辆等)。载体上的GPS接收机天线在跟踪GPS卫星的过程中相对地球而运动,接收机用GPS信号实时地测得运动载体的状态参数(瞬间三维位置和三维速度)。
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大部分。对于测地型接收机来说,两个单元一般分成两个独立的部件,观测时将天线单元安置在测站上,接收单元置于测站附近的适当地方,用电缆线将两者连接成一个整机。也有的将天线单元和接收单元制作成一个整体,观测时将其安置在测站点上。
GPS接收机一般用蓄电池做电源。同时采用机内机外两种直流电源。设置机内电池的目的在于更换外电池时不中断连续观测。在用机外电池的过程中,机内电池自动充电。关机后,机内电池为RAM存储器供电,以防止丢失数据。
近几年,国内引进了许多种类型的GPS测地型接收机。各种类型的GPS测地型接收机用于精密相对定位时,其双频接收机精度可达5MM+1PPM.D,单频接收机在一定距离内精度可达10MM+2PPM.D。用于差分定位其精度可达亚米级至厘米级。
目前,各种类型的GPS接收机体积越来越小,重量越来越轻,便于野外观测。GPS和GLONASS兼容的全球导航定位系统接收机已经问世。
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发表于 2009-7-9 13:38:59
GPS卫星定位及短信遥传系统

全球卫星定位系统简称GPS系统,是美国国防部历时二十年,耗资200多亿美元建立起来的可以全天候高精度的定位系统,目前共有二十四颗卫星,其中21颗工作卫星,3颗在轨备用卫星。由于刚开始GPS只限于军事用途,民用受到人为精度的限制(SA)。直到2OOO年5月1日起美国政府取消SA限制后,大大地促进了民用普遍化,现已逐步演变为一种世界性高技术产业,成为目前世界上发展最快的三大信息产业之一。
通过GPS接收模块,我们可悦夥呀邮盏椒浅>?返母窳滞?问奔洹⒛勘甑木?取⑽扯龋?绻?且贫?锾寤箍梢钥吹揭贫?锾逶硕?姆轿唤羌霸硕?俣鹊刃畔ⅰ?/font>
GPS全球卫星定位及短信遥传系统非常适合用于车辆监控,假如你是汽车租赁公司的经理,你可以在电脑上随时查看你租赁出去的汽车所在位置,如果客户延期没有归还汽车,可以马上查车,如果感觉异常可以立即驱车寻车,避免丢车风险。假如你是一家物流配货公司的经理,你就能随时掌握你可以调配的车辆具体在哪里,你可以通知最近的货车去客户哪里提货,或许你有一辆长途客运汽车,你可以随时知道汽车已经行驶到那个城市。
只要你的汽车上装备了GPS系统,万一车辆被盗或者失去行踪,你就能马上确定汽车的位置,快速找到汽车。
由于对包含车辆的位置和状态信息的数据要求有一定的实时性。同时车辆与调控中心之间的信息沟通实际上也是一种数据的通信方式,其信息量一般也不会超过GSM短信息的长度范围。因此利用GSM的短消息业务基本可满足系统通信的需要。 其次,通过短信息方式发送数据其成本代价远远低于其它方式(如通过话音信道)。
与其他无线电台等传统方式比较,采用GSM短信息网络系统具有以下优点:
1、 速度快,实时性好,不掉线;
2、 可以双向通信,及时返回终端信息;
3、 设备体积小,操作简单;
4、 由于控制中心无须专门设置大功率发射电台,将大大降低安装费用;
5、 覆盖面广受地理环境的影响小;
6、 不受气候影响。
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发表于 2009-7-9 13:40:08
GPS相关基础知识

1、定位导航技术的发展历史
按照定位导航所依赖的参照物,定位导航技术的发展分为两个阶段:被动利用参照物阶段和主动建立参照物阶段。


被动利用参照物阶段

主动建立参照物阶段

空基导航系统

地基导航系统


定位导航技术




 
被动利用参照物阶段:人类综合利用星历知识、指南针和航海表来进行导航和定位。
主动建立参照物阶段:二十世纪后,随着科学技术水平的不断提高,人类的思维从被动地利用宇宙中的参照物(如星体)扩展到主动地建立和利用人为的参照物来开发更精密的导航定位系统。根据人为参照物的位置不同,主动阶段又可分为地基导航系统和空基导航系统。
地基导航系统:地基导航系统主要由在世界各地适当地点建立的位于地面的无线电参考站组成,接收机通过接收这些参考站发射的无线电电波并由此计算接收机到发射站的距离。目前大约有100种不同类型的地基导航系统正在运行,其中最著名的有劳兰系统(Loran C/D)、奥米加系统(OMEGA)、甚高频全向无线电信标系统(VORTAC)等。
由于地基导航系统的无线电发射参考站都建立在地球表面上,因此它们只能用来确定物体的水平位置,即只能进行二维定位,给出位置的经纬度信息。这是地基系统本身固有的缺陷。为了对空间飞行器(如飞机、宇宙飞船、导弹等)进行精密导航,需要确定飞行器的三维位置(水平位置和高度)。显然地基系统不能满足这种需要,于是人类就设想是否可以将无线电发射参考站建立在空中。
空基导航系统:1957年10月4日,世界上第一颗人造地球卫星的成功发射使人类将无线电发射参考站建立在空中的设想成为现实,由此天基导航系统应运而生。天基导航系统又称为卫星导航系统。第一代空基导航系统有美国的海军导航卫星系统(NNSS)和前苏联的奇卡达卫星导航系统(Tsikada)。第二代空基导航系统有美国的全球卫星导航系统(GPS)、前苏联建立现属于俄罗斯联邦的GLONASS系统、欧盟尚未投入使用的的伽利略系统(Galileo)。第三代空基导航系统“卫星无线电定位系统”,典型代表是美国正在研制的“吉奥星系统”。 中国正在开发的北斗导航系统也属于第三代空基导航系统(首颗“北斗导航试验卫星”已于2000年10月31日成功发射)。
目前,世界上只有少数发达国家具有自主建设卫星导航系统的能力。中国如今也有了自己的卫星导航定位系统,这是我们中国人的骄傲。
2、GPS历史
卫星导航定位系统实现了全球、全天候、连续、实时、高精度导航定位,对人类活动影响极大,获得了最广泛的应用。就目前的情况来看,GPS仍是卫星导航定位行业中的龙头老大,以至于提起全球卫星导航系统就是GPS。而从严格意义上讲全球卫星导航系统包括GPS、GLONASS、GALILEO、GNSS等所有系统。遵循约定俗成的叫法,本文所提到的GPS专指美国的第二代全球卫星导航系统(GPS)。
1973年美国国防部批准其陆海空三军联合研制第二代卫星导航定位系统——授时与测距导航系统/全球定位系统(Navigation System Timing and Ranging/Global Position System-NAVSTAR/GPS),简称全球定位系统(GPS)。GPS系统设计克服了子午仪系统的缺陷,实现全天候、全球性和高精度的连续导航与定位。
1978年2月22日第一颗GPS实验卫星成功发射。
1978年11月全球定位系统开始定位导航服务。
1993年6月26日最后一颗工作卫星于发射升空。
1995年7月17日,达到全功能应用(full Operational Capability——FOC)
2000年5月1日,美国总统克林顿在白宫宣布解除终止选择提供性政策(SA)。此项决定将立即改善定位精度,单GPS接收机定位精度将好于20米。   
从1973年到1993年,GPS系统的建立经历了近20年,耗资过百亿美元,它是继阿波罗登月计划和航天飞机计划后的第三项庞大空间计划 。
3、GPS系统构成
全球定位系统由三部分构成:地面监控部分、空间部分和用户装置部分。
地面控制部分:GPS的地面监控部分目前主要由分布在全球的5个地面站组成,其中包括主控站、卫星检测站和信息注入站。
空间部分:24颗卫星基本均匀分布在6个轨道平面内,轨道平面相对赤道平面的倾角为55°,各轨道平面之间的交角为60°,每个轨道平面内的卫星相差90°,任一轨道平面上的卫星比西边相邻轨道平面上的相应卫星超前30°。卫星轨道平均高度为20200km,卫星运行周期为11小时58分。每颗卫星每天约有5个小时在地平线以上,同时位于地平线以上的卫星数目随时间和地点而不同,可为4至11颗。
GPS的空间部分和地面监控部分是用户广泛应用该系统进行导航和定位的基础,均为美国所控制。
用户装置部分:GPS的用户设备主要由接收机硬件和处理软件组成。用户通过用户设备接收GPS卫星信号,经信号处理而获得用户位置、速度等信息,最终实现利用GPS进行导航和定位的目的。 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、GPS系统定位原理
GPS系统定位的原理主要是测定用户至卫星的距离来定位。测定某点至已知位置的三颗卫星的距离即可确定某点的三维坐标。为什么GPS系统要设计成任何时间都能收到四颗卫星的信号呢?因为GPS接收机中的时钟,不可能设置昂贵的原子钟,所以就利用测定第四颗卫星,来校准GPS接收机的时钟。
1.确知卫星所处的准确位置。
GPS系统场面控制部分的监测站通过各种手段,连续不断监测卫星的运行状态,适时发送控制指令,使卫星保持在正确的运行轨道。将正确的运行轨迹编成星历,注入卫星,且经由卫星发送给GPS接收机。正确接收每个卫星的星历,就可确知卫星的准确位置。
2.确知时间基准
GPS系统在每颗卫星上装置有十分精密的原子钟,并由监测站经常进行校准。卫星发送导航信息,同时也发送精确时间信息。GPS接收机接收此信息,使与自身的时钟同步,就可获得准确的时间。每测量三颗卫星可以定位一个点。利用第四颗卫星和前面三颗卫星的组合,可以测得另一些点。理想情况下,所有测得的点,都应该重合。但实际上,并不完全重合。正是利用这一点反过来可以校准GPS接收机的时钟。
3.测定卫星至用户的距离
为了获得距离观测量,主要采用两种方法:第一种方法是测量GPS卫星发射的测距码信号到达用户接收机的传播时间,称为伪距测量;第二种方法是测量具有载波多普勒频移的GPS卫星载波信号与接收机产生的参考载波信号之间的相位差,即载波相位测量。采用伪距观测量定位速度最快,而采用载波相位观测量定位精度最高。通过对4颗或4颗以上的卫星同时进行伪距或相位的测量即可推算出接收机的三维位置。
5、GPS系统特点
①全球地面连续覆盖。
由于GPS卫星数目较多且分布合理,所以在地球上任何地点均可连续同步地观测到至少4颗卫星,从而保障了全球、全天候连续实时导航与定位的需要。
②功能多、精度高。
GPS可为各类用户连续地提供高精度的三维位置、三维速度和时间信息。
③实时定位速度快。
目前GPS接收机的一次定位和测速工作在一秒甚至更少的时间内便可完成,这对高动态用户来讲尤其重要。
④抗干扰性能好、保密性强。
由于GPS系统采用了伪码扩频技术,因而GPS卫星所发送的信号具有良好的抗干扰性和保密性。
6、GPS全球定位系统的主要用途
GPS应用于导航——主要是为船舶,汽车,飞机等运动物体进行定位导航。
GPS应用于授时校频——电力,邮电,通讯等网络的时间同步。
GPS应用于高精度测量——地球物理资源勘探、市政规划控制、道路和各种线路放样。
GIS应用于农业——精细农业。
GPS的应用领域,上至航空航天器,下至捕鱼、导游和农业生产,已经无所不在了,海湾战争美军总指挥霍纳将军曾说:“GPS的应用只受到人们想象力的限制”。
7、车用GPS的主要用途
在GPS的诸多应用领域中,车辆应用在各项应用中所占比重最大,约占总数的50%。而GPS车辆应用一般分为两类:GPS车辆跟踪系统和GPS车辆导航系统。


GPS车辆跟踪系统

GPS车辆导航系统


  

  
调度指挥

防盗报警

车队管理


GPS车辆应用系统

 
 
 
 
 

 
 
7.1、  GPS车辆跟踪系统
GPS车辆跟踪系统分为三类:防盗报警(含紧急救援和医疗求助)、调度指挥和车队管理(物流运输)。
GPS车辆跟踪系统综合运用了GPS技术、现代通讯技术和地理信息技术(GIS)。
运用GPS技术,GPS车载终端中的GPS接收器通过接收并处理GPS星座信号定位车辆而得到车辆信息,包括车辆的动态坐标位置(经度、纬度和高度)、时间、状态等。
GPS车载终端一般采用DGPS技术即差分GPS技术来提高车辆定位的精度。GPS车载终端的GPS接收器接收到一个车辆定位信息,监控中心的固定GPS接收器接收到一个监控中心定位信息,监控中心定位信息通过无线通信链路下传到GPS车载终端,GPS车载终端综合分析本身GPS接收器接收到的定位信息和通过无线通信链路接收到的监控中心定位信息,得出车辆的精确定位信息。
运用现代通讯技术,在监控中心和被监控车辆之间建立无线通信链路。通过无线通信链路,监控中心与被监控车辆之间双向传输语音、数据信号。GPS车载终端将车辆信息上传到监控中心。监控中心将特定车辆的控制信息下传到被监控车辆,监控中心工作人员需要与车辆司机通话确认信息等。
从现有的无线通信技术角度看,可选的通信网有:GSM蜂窝移动网、集群或常规网、卫星通信网(铱系统)等。
基于常规通信的车辆监控系统,其设计、组网及使用相对简单,但其作用范围较小;GSM的短信息业务用于定位数据传输,其覆盖范围大、网络可靠性和性能价格比高,可以全国漫游,用户容量大且同时支持数据和话音,非常适合用于GPS车辆监控系统的公众网通信平台,这种方式还可以大大的节省利用语音信道所付出的费用,克服了以往的信道忙、占线等语音通信障碍 ,但是仍避不开不在服务区和没有短信息服务的地方,有时还有一定的延迟,且其呼叫功能无法与集群系统相比;集群系统集群通信方式在用来进行一点对多点的通信中,适用于专用的无线调度指挥网,对某些特殊单位而言具有不可比拟的优势,尤其适用于已建电台,车辆较少,主要用于城市调度,密度要求高的单位,但其建网成本和覆盖范围无法与GSM系统相比。
对于面向社会,容量大、覆盖面广、业务复杂的公众GPS车辆监控系统,则首选GSM。
目前,各地GSM网已开通短消息(SM)服务,GSM和短消息服务的原理和特点如下:
GSM(Group Special Mobile)数字蜂窝移动通信的优点:具有高频谱效率,安全性、稳定性好,集成度高,容量大,开放性接口,抗噪声性能强,业务灵活,覆盖范围广,容易实现全国联网,所有条件下覆盖区域内信号质量都较好,包括高噪声环境,小区无干扰及漫游性能好,移动业务数据可靠率高。
GSM还具有传输点对点短消息业务,并能区分接收短消息的"移动台被呼点对点短消息业务"(SMS-MT/PP)和使GSM用户能向另一个GSM用户发短消息的"移动台呼叫点对点短消息业务"(SMS-MO/PP)以及另一种短消息业务"蜂房广播短消息业务"(SMS-CB),它能以固定时间间隔将一般的短消息向给定地理区域中所有用户广播。短消息业务适合于传输一百六十个字符以下的信息的业务要求。它使用GSM的公共控制信道,通话期间也不影响短消息的传输。短消息业务的优点:传输速度快,单个数据传输价格便宜,不占用话音通讯信道。缺点:增加控制信道的负担,使控制信道的单个用户占有时间增加,系统需作相应的改动。由于短消息业务的众多优点,和GPS系统每次所需传输的数据都在40个字节以下,所以在通信方式上,GSM系统的短消息业务较其它通讯方式更适合“GPS车辆监控系统”的要求。 除山区有少数盲区,其他地方为无缝覆盖。传输时延方面,手机对手机为20秒-30秒(本地传输和异地传输时延基本一致),手机到短消息中心、短消息中心到手机为3秒-5秒。
运用GIS技术,监控中心分析接收到的车辆信息,将车辆的坐标位置转换成地理位置,在电子地图上显示车辆的位置和运行轨迹,记录车辆的位置、速度、时间和状态等车主可能感兴趣的信息。同时监控中心还结合系统中特定车辆的相关信息,向监控车辆发送相应的控制信息,通过无线通信链路下传到被监控车辆,GPS车载终端的控制部分根据所接收到的控制信号控制车辆。
电子地图是GIS技术的关键部分。电子地图为矢量地图,可作无级放大、缩小、分块管理、任意无缝平移、切换、地名文字保持完整性。具有图文互查功能,即输入街道名可调图,单击道路可显示其路名。
在防盗报警类应用中,有两类报警:遇劫报警和防盗报警。遇劫报警时司机通过触动车辆上安装在隐蔽位置的报警开关向监控中心报警,属于人为主动报警;防盗报警时,司机离开车辆时通过遥控器触发GPS车载终端向监控中心提出监控要求,一旦车辆状态改变或者GPS车载终端遭到破坏,监控中心立即做报警处理,属于系统被动报警。司机通过遥控器正常开启车门启动车辆,可触发GPS车载终端向监控中心提出解除监控的要求。
监控中心收到车辆报警信号后给出声光报警提示,同时对报警车辆进行屏幕自动跟踪。显示以报警车为中心的距离标识,根据车辆档案库,显示出报警车辆的各种参数,如编号、车型、车牌、颜色、车主、车主电话等,显示出附近警力配置情况,及救援方案。监控中心工作人员先按登记的各种可能的联络方式(移动电话、固定电话或传呼机等)与车主联络确认警情,确认后向公安110系统报案,同时全程跟踪车辆。监控中心通常与公安110 接警系统或公安GPS/AVL系统相连。监控中心可通过遥控使车辆断电、断油等方式使车辆不能行使,也可让该车发出声光求救信号,协助公安人员破案。当警情处理结束时,监控中心解除车辆的报警。
车辆安装GPS车辆监控系统,可大大降低车辆被盗以及被盗后找回的可能性,增加了机动车盗抢案件的破案率,降低公安部门破案费用;减少车主因车辆被盗被劫造成的损失(保险公司非全额赔偿且处理过程伤心劳神、颇费时日);对保险公司而言,车辆安装GPS车辆监控系统可大大减少车辆被盗赔付金额,减少车辆事故骗保机会。
在调度指挥应用中,用户主要包括公安、消防、公交、邮政、出租汽车等行业。对调度员来说,在没有卫星定位的情况下,车辆发出去以后,并不知道车辆都在哪儿。调度员心中没数,所以很难进行有效的调度。借助GPS车辆调度指挥系统,调度人员可以掌握详细的车辆动态信息,从而实现高效、科学的调度决策。在出租车行业,当调度中心接到客户要车的电话后,GPS车辆调度指挥系统找出与客户最近的空车,以最快的速度为客户提供服务,同时减少了车辆的空载率。在邮政快递业务中,借助GPS车辆调度指挥系统,调度中心可以实时调度运行中的邮政车。通过GPS自动寻找用户就近的邮政车就近揽投,并向司机提供应揽应投地理位置信息,优化行车路线,提高了揽投速度和客户满意度,提高了车辆的利用率,减少了总的速递车辆,减少了司机和揽收人员,同时做到了快速揽投的承诺。在公交公司行业中,调度员可以通过GPS知道发出的车辆都在什么位置,车速是多少,快点还是晚点,车辆如何分布,而且还能和司机通话,了解路上的情况,采取相应措施,确保车辆的正常周转。另外,公交公司可以实现大范围调度,即线路间车辆调度,而不仅限于线路内车辆调度。
车队管理(物流运输)应用中,主要用户是刚兴起的"第三方物流"以长途货运为主的货运公司。在汽车运输行业,汽车一旦开出,中途很难确切地管理和控制;车辆在运输途中的行驶情况受人为因素的影响较大,行驶站点的时间和路线不能有效的反应,运输的时限难以得到保障;对车辆的运行状态、技术状态不能实时监测和进行有效的管理;在有危险情况时难以确定车辆的地理位置、及时沟通信息、保证安全。总之不能对车辆的作业进行科学规范化的管理。由于不能科学地动态实时地进行调度,难以充分合理利用运能。无法了解车辆的实时车位难以确定离客户最近的车辆实现动态监控。
借助GPS车队管理系统,货运公司可以达到节省能耗、增加效益的目的。首先,可以加强对货运车辆的掌握,彻底解决以往运输中存在的“黑洞问题”,即在货物托运后,货主不知货物所终而又无法查询,同时可以减少货运车辆出发晚点、途中停留等现象的发生,保证运输期限。其次,可以实现对货运部门相关信息的查询,从而加强对空车的调整。第三,可以极大的提高货运组织指挥的灵活性与精确性,为运输指挥决策提供依据。第四,能够将繁琐的货运调度工作图形化、形象化,减轻调度指挥人员的工作强度和信息交换的工作量,提高工作的准确性和效率,降低信息交换的错误率,并实现无纸化办公。第五,“运输可视”可以提高货运公司的效率,增加企业收益。
7.2、 车辆导航系统
GPS车辆导航系统是一种车载自主导航系统,GPS车载终端中的GPS接收器通过接收并处理GPS星座信号定位车辆而得到车辆信息,包括车辆的动态坐标位置(经度、纬度和高度)、时间、状态等,以VCD/DVD光盘或CF卡为介质提供的电子地图,在显示屏上显示出车辆的行驶轨迹。当接近路口、立交桥、隧道等特殊路段时还可进行语音提示,协助司机在不熟悉的地域迅速到达目的地。GPS车辆导航系统还可以提供最佳行驶路线选择及路线偏离报警等功能。
GPS车辆导航系统中的GPS车载终端比GPS车辆监控系统中的GPS车载终端更复杂。
GPS车辆导航系统中的GPS车载终端常通过车载VCD/DVD或CF卡提供电子地图信息,为车主提供完整的定位导航信息,而GPS车辆监控系统中的GPS车载终端只能通过无线通讯链路取得监控中心的帮助为车主提供有限的定位导航信息。
GPS车辆导航系统中的GPS车载终端不依赖监控中心而独立工作,GPS车辆监控系统中的GPS车载终端离不开监控中心,离开监控中心则不起作用
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发表于 2009-7-9 13:40:51
GPS的由来以及发展方向

1、GPS的最初用途
  GPS最初就是为军方提供精确定位而建立的,至今它仍然由美国军方控制。军用GPS产品主要用来确定并跟踪在野外行进中的士兵和装备的坐标,给海中的军舰导航,为军用飞机提供位置和导航信息等。
  2、GPS系统用途广泛
    目前,GPS系统的应用已将十分广泛,我们可以应用GPS信号可以进行海、空和陆地的导航,导弹的制导,大地测量和工程测量的精密定位,时间的传递和速度的测量等。对于测绘领域,GPS卫星定位技术已经用于建立高精度的全国性的大地测量控制网,测定全球性的地球动态参数;用于建立陆地海洋大地测量基准,进行高精度的海岛陆地联测以及海洋测绘;用于监测地球板块运动状态和地壳形变;用于工程测量,成为建立城市与工程控制网的主要手段。用于测定航空航天摄影瞬间的相机位置,实现仅有少量地面控制或无地面控制的航测快速成图,导致地理信息系统、全球环境遥感监测的技术革命。
  许多商业和政府机构也使用GPS设备来跟踪他们的车辆位置,这一般需要借助无线通信技术。一些GPS接收器集成了收音机、无线电话和移动数据终端来适应车队管理的需要。  
  3、多元化空间资源环境的出现
  目前,GPS,GLONASS,INMARSAT等系统都具备了导航定位功能,形成了多元化的空间资源环境。这一多元化的空间资源环境,促使国际民间形成了一个共同的策略,即一方面对现有系统充分利用,一方面积极筹建民间GNSS系统,待到2010年前后,GNSS纯民间系统建成,全球将形成GPS/GLONASS/GNSS三足鼎立之势,才能从根本上摆脱对单一系统的依赖,形成国际共有、国际共享的安全资源环境。世界才可进入将卫星导航作为单一导航手段的最高应用境界。国际民间的这一策略,反过来有影响和迫使美国对其GPS使用政策作出更开放的调整。总之,由于多元化空间资源环境的确立,给GPS的发展应用创造了一个前所未有的良好的国际环境。
  4、发展GPS产业
  今后GPS将像目前汽车、无线电通信等一样形成产业化。美国已将广域增强系统WAAS(即将广域差分系统中的发送修正数据链转为地球同步卫星发送,使地球同步卫星也具有C/A码功能,形成广域GPS增强系统)计划发展成国际标准。我国目前也有一些单位生产车载GPS系统。为发展我国的GPS产业,武汉已经成立中国GPS工程中心。
  5、GPS的应用将进入人们的日常生活
  最近几年,越来越多普通消费者买得起的GPS接收器出现了。随着技术的进步,这些设备的功能越来越完善,几乎每月都有新的功能出现,但价格在下跌,尺寸也越来越小了。两三年前GPS设备还像艺术品一样令人望而却步,而现在消费者终于可以拥有一款梦想已久的GPS接收器了,还带有以前做梦也想不到的很多先进的功能。
  消费类GPS手持机的价格从几百元到几千元不等,它们基本上都有12个并行通道和数据功能。有些甚至能与便携电脑相连,可以上传/下载GPS信息,并且使用精确到街道级的地图软件,可以在PC的屏幕上实时跟踪你的位置或自动导航。
  GPS信号接收机在人们生活中的应用,是一个难以用数字预测的广阔天地,手表式的GPS接收机,将成为旅游者的忠实导游。尽管目前大多数人还不知道什麽是GPS,但有人预言,GPS将改变我们的生活方式。今后,所有运载器,都将依赖于GPS。GPS就象移动电话、传真机、计算机互联网对我们生活的影响一样,人们日常生活将离不开它。
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发表于 2009-7-9 13:41:40
常见GPS品牌有哪些

国内一些用户由于习惯原因在购买时一般考虑产品品牌,GPS品牌产品在产品研发方面确实有其独到之处,而且在产品质量以及信誉方面值得信赖。

宇达电通新品 Mio C710

  来自美国的高明(Garmin)和麦哲伦(Magellan),车载GPS领域突出的来自欧洲的TomTom,PDA专用的GPS接收器领域享付盛誉的Haicom,台湾的长天科技(Holux)、丽台科技(LeadTek)、宇达电通(Mio)等。这些产品有的几乎是所有部分都是自己开发(Garmin),有的是参与开发,推动整个GPS接收机行业的不断进步。另外,在其他领域涉足该领域的一些品牌也不容忽视,例如有计算机领域进军GPS领域的宏碁,手机领域王者诺基亚等在GPS产品生产设计上都表现非凡。就国内来说,由于起步晚、市场不够完善等种种原因产品竞争力与国外产品相比存在着明显的差距,在这方面还来说实在难说是品牌产品。
  相信大家看了以上介绍,在购买时不会对产品各种天花乱赘的介绍以及华丽的外表所迷惑了。不过俗话说“一分钱一分获”,想要购买一款性能优良的产品对口袋不要捂的太紧,不过为了防止无良经销商胡乱标价上当受骗购买前最好先在网上查询好大体价格。在购买GPS产品时不要忘了确认经销商是否提供的保修或保换服务。
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发表于 2009-7-9 13:42:12
GPS知识 讲述GPS“三代芯片”知识

近段时间在GPS产品中,经常提到所谓“三代芯片”。但从商家和使用者都没有明确的说明和理解,甚至有些误导和误解。现将自己的体会和观点与大家交流探讨。
    1.GPS芯片:目前国际上常用(常见到的/较流行的)GPS模块(OEM板)上的主芯片主要有3种。
    (1)美国SIRF(Sirf )
    (2)SONY(索尼爱立信/索爱)芯片
    (3)瑞士NENEM公司NEMERIX芯片
    2.三代芯片的核心:
    芯片硬件大同小异,只是内部软件起主要作用。所谓三代的核心技术只是在2代的基础上提高改进了软件的算法,就好比初、高中物理课上计算加速度/速度用的公式,但到了大学高等数学中导数、积分来计算同一道加速度/速度的物理题,方法(算法)不同,所用时间大不一样,体现了中学和大学的区别,就好像2代和3代一样。其次是硬件也提供了质量标准。
    3.三代芯片软件主要功能:
    3代芯片软件提高升级:(1)算法改进提高搜星/定位速度时间。(2)通过软件滤波器提高抗干扰性能、信噪比及接收有效星颗数。(3)有的芯片实现软件DR航迹(转迹)推算,提高抗高楼、树荫、桥下遮挡及隧道功能。(4)软通道搜索,搜索提高可视卫星的通道数(可以12—24颗),人员、车辆、上下坡、姿态发生变化时、飞机、船舶星历状态发生变化时仍能继续定位。
    4.三代芯片硬件改进:
    (1)芯片功耗降低,体积减少(与2代比)。
    (2)提高抗干扰能力,全屏蔽或双芯片分开。
    5.GPS模块与产品:
    GPS产品多种多样,但不一定用三代芯片就全都好了,三代芯片只不过是GPS产品的核心部件,如同人的心脏、大脑,还要与其它元件相匹配(天线、放大器、滤波器,甚至导线、接头等看起来无关紧要元件)。
    6.天线是重要因素:
    手持、PDA、蓝牙、G-Mouse等常见的GPS产品中都要用到GPS天线,无论有源、无源甚至全向天线,十几个性能指标中,夹角(1600最大全向天线除外),放大器dB数,阻抗范围,材质,抗干扰能力与模块匹配决定了整个产品的性能,甚至飞机上接2-3个天线(上、下面均有),有些在车内、车底部也很好定位。也就是说,3代模块很好,天线不匹配可能不如搭配好2代产品。
    7.通道数:
    3颗星二维,4颗星三维定位,这是GPS基本原理,我们在地面上使用是11-12颗(因为天线160度夹角),全向天线也就12颗,到了天空飞行器(物体)可以多收几颗(一定全向或二个以上天线),但也是从中取3-4颗信号最强、距离最近的有效卫星进行运算定位,不少军用GPS都是5个通道,只是用4个通道定位,1个通道快速搜索所有可视卫星,并与其中4颗有效星比较,高出其中一个就替换,这样就保持4颗最强信号卫星。因此不是通道越高越好,一般地面上12颗就够了,什么16、18、20、24……都是软通道,是体现最多可搜索可视卫星的颗数,没有什么实际意义。
    8.感应度(dB数):
    GPS接收信号的感应程度(-150—195dB)各厂家标准不统一,有的是模块,有的是模块含天线,有的是平均值,有的是峰峰值(最大值),此值是在屏蔽室内用专用仪器测试,与大家实际环境(电场、磁场、高压、微波、地磁……)有很大区别,因此该指标相差3-5dB,均属同数量级无关紧要,只是个大概齐参考。
    9.三代产品明显优势特点(实际效果):
    使用者只要对三代芯片具体技术指标一般了解即可,而更主要比较观察是否有以下特征。
    (1)定位时间快:无论冷启动、温启、热启,重捕时间均快5-30秒钟(与二代相比),实际上大部使用者也不差这十几秒钟。
    (2)高感度:即在高楼、树荫、桥下、遮档、遂洞、窗口、车内,甚至车底盘下仍可很快定位收4颗以上卫星。常说:有点天空就可定位(单星定位),也就是《给点阳光就灿烂》。
    (3)抗干扰性能:高压线、电场、磁场、高速动态、微波、手机,同频干扰的环境下仍能正常工作。
    (4)功耗低、省电:降低了功耗,甚至有睡眠状态(静态不工作),可以节电,提高产品待机时间。
    (5)体积小,性能价格比好:体积小,重量轻,这是社会的需求和发展趋势,可以扩大更多的应用范围和领域。实际上三代芯片价格应该与二代相同,甚至应更低,但功能提高很多,T-38(16通道,3代) 200-300元/块。
    10.结论:
    总之,了解关注三代芯片,切勿神话三代芯片,“不管黑猫、白猫抓住老鼠就是好猫”,理论联系实际,适合自己的就是最好的。
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发表于 2009-7-9 13:42:41
伽利略、GLONASS和GPS有何区别

目前,世界上正在运行的全球卫星导航定位系统主要有两大系统:一是美国的GPS系统,二是俄罗斯的“格鲁纳斯”系统。近年来,欧洲也提出了有自己特色的“伽利略”全球卫星定位计划。因而,未来密布在太空的全球卫星定位系统将形成美、俄、欧操纵的GPS、“格鲁纳斯”、“伽利略”三大系统“竞风流”的局面。
  GPS独占鳌头 
  GPS系统由24颗工作卫星和4颗备用卫星组成。它们分布在6个等间距的轨道平面上,轨道面相对赤道的夹角为55度,每个轨道面上有4颗工作卫星,卫星的轨道接近圆形,轨道高度为2.01836万公里,周期约12小时。GPS能覆盖全球,用户数量不受限制。其所发射的信号编码有精码与粗码。精码保密,主要提供给本国和盟国的军事用户使用;粗码提供给本国民用和全世界使用。精码给出的定位信息比粗码的精度高。GPS系统能够连续、适时、隐蔽地定位,一次定位时间仅几秒到十几秒,用户不发射任何电磁信号,只要接受卫星导航信号即可定位,所以可全天候昼夜作业,隐蔽性好。
  GLONASS不甘落后 
  俄罗斯GLONASS卫星定位系统拥有工作卫星21颗,分布在 3个轨道平面上,同时有3颗备份星。每颗卫星都在1.91万公里高的轨道上运行,周期为11小时15分。因GLONASS卫星星座一直处于降效运行状态,现只有8颗卫星能够正常工作。GLONASS的精度要比GPS系统的精度低。为此,俄罗斯正在着手对 GLONASS进行现代化改造,12月就发射了3颗新型“旋风”卫星。该卫星的设计寿命将为7~8年(现行卫星寿命为3年),具有更好的讯号特性。

  GLONASS与GPS有许多不同之处:
  一是卫星发射频率不同。GPS的卫星信号采用码分多址体制,每颗卫星的信号频率和调制方式相同,不同卫星的信号靠不同的伪码区分。而GLONASS采用频分多址体制,卫星靠频率不同来区分,每组频率的伪随机码相同。由于卫星发射的载波频率不同,GLONASS可以防止整个卫星导航系统同时被敌方干扰,因而,具有更强的抗干扰能力。
  二是坐标系不同。GPS使用世界大地坐标系(WGS-84),而GLONASS使用前苏联地心坐标系(PE-90)。
  三是时间标准不同。GPS系统时与世界协调时相关联,而GLONASS则与莫斯科标准时相关联。
  “伽利略”后来居上 
  “伽利略”系统是欧洲计划建设的新一代民用全球卫星导航系统,预计2008年系统建成并投入运营。按照规划,“伽利略”计划将耗资约27亿美元,星座由30颗卫星组成。卫星采用中等地球轨道,均匀地分布在高度约为2.3万公里的3个轨道面上,星座包括27颗工作星,另加3颗备份卫星。系统的典型功能是信号中继,即向用户接收机的数据传输可以通过一种特殊的联系方式或其他系统的中继来实现,例如通过移动通信网来实现。“伽利略”接收机不仅可以接受本系统信号,而且可以接受GPS、“格鲁纳斯”这两大系统的信号,并且具有导航功能与移动电话功能相结合、与其他导航系统相结合的优越性能。
  “伽利略”系统与GPS系统的主要区别在于:
  “伽利略”系统确定地面位置或近地空间位置要比GPS精确10倍。其水平定位精度优于10米,时间信号精度达到1 00纳秒。必要时,免费使用的信号精确度可达6米,如与GPS合作甚至能精确至4米。一位电子工程师举例说明了这个区别:“如今的GPS只能找到街道,而‘伽利略 ’系统则能找到车库门。”
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