gps卫星定位系统

gps 卫星定位系统 GPS 定位系统靠车载终端内置手机卡通过手机信号传输到后台来实现定位。GPS 卫星 定位系统的前身是美军研制的一种“子午仪” 导航卫星系统， GPS 全球定位系统是 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 GPS 定位系统。 基本信息 中文名称 GPS 卫星定位系统 外文名称 GPS satellite positioning system 研制时间 20 世纪 70 年代 前身 子午仪 功能 跟踪、导航、查询、指挥、援助 构成 空间卫星、地面监控站、用户设备 主要用途 陆地、海洋、航空航天 目录 1 简介 2 起源 3 工作原理 4 功能介绍车辆跟踪功能 5 主要构成 6 技术方面 7 主要用途 8 其他应用 1 简 介 2 起 源 3 工 作 原 理 4 功 能 介 绍 车 辆 跟 踪 功 能 5 主 要 构 成 6 技 术 方 面 7 主 要 用 途 8 其 他 应 用 1 简介 GPS 定位系统靠车载终端内置手机卡通过手机信号传输到后台来实现定位。GPS 卫星 定位系统的前身是美军研制的一种“子午仪” 导航卫星系统， GPS 全球定位系统是 20 世纪 7 0 年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航 GPS 定位系统。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。 2 起源 GPS 系统的前身为美军研制的一种“ 子午仪”导航卫星系统(Transit），1958 年研制，6 4 年正式投入使用。该系统用 5 到 6 颗卫星组成的星网工作，每天最多绕过地球 13 次，并 且无法给出高度信息，在定位精度方面也不尽如人意。然而，子午仪系统使得研发部门对 卫星定位取得了初步的经验，并验证了由卫星系统进行定位的可行性，为 GPS 系统的研制 埋下了铺垫。由于卫星定位显示出在导航方面的巨大优越性及子午仪系统存在对潜艇和舰 船导航方面的巨大缺陷。美国海陆空三军及民用部门都感到迫切需要一种新的卫星导航系 统。为此,美国海军研究实验室(NRL)提出了名为 Tinmation 的用 12 到 18 颗卫星组成 1000 0km 高度的全球定位网计划，并于 67 年、69 年和 74 年各发射了一颗试验卫星，在这些 卫星上初步试验了原子钟计时系统，这是 GPS 系统精确定位的基础。而美国空军则提出了 621-B 的以每星群 4 到 5 颗卫星组成 3 至 4 个星群的计划，这些卫星中除 1 颗采用同步轨 道外其余的都使用周期为 24h 的倾斜轨道 该计划以伪随机码(PRN)为基础传播卫星测距信 号，其强大的功能，当信号密度低于环境噪声的 1%时也能将其检测出来。伪随机码的成 功运用是 GPS 系统得以取得成功的一个重要基础。海军的计划主要用于为舰船提供低动态 的 2 维定位，空军的计划能供提供高动态服务，然而系统过于复杂。由于同时研制两个系 统会造成巨大的费用而且这里两个计划都是为了提供全球定位而设计的，所以 1973 年美 国国防部将二者合而为一，并由国防部牵头的卫星导航定位联合计划局（JPO)领导，还将 办事机构设立在洛杉矶的空军航天处。该机构成员众多，包括美国陆军、海军、海军陆战 队、交通部、国防制图局、北约和澳大利亚的代表。 3 工作原理 GPS 定位系统工作原理是由地面主控站收集各监测站的观测资料和气象信息,计算各卫 星的星历表及卫星钟改正数,按规定的格式编辑导航电文,通过地面上的注入站向 GPS 卫星 注入这些信息。测量定位时,用户可以利用接收机的储存星历得到各个卫星的粗略位置。根 据这些数据和自身位置,由计算机选择卫星与用户联线之间张角较大的四颗卫星作为观测对 象。观测时,接收机利用码发生器生成的信息与卫星接收的信号进行相关处理 ,并根据导航 电文的时间标和子帧计数测量用户和卫星之间的伪距。将修正后的伪距及输入的初始数据 及四颗卫星的观测值列出 3 个观测方程式,即可解出接收机的位置,并转换所需要的坐标系 统,以达到定位目的。 GPS 定位系统又叫 GPRS，简单来说 GPS 定位系统是靠你的车载终 端中内置一张手机卡，通过手机信号传输到后台，来实现定位，GPS 终端就是这个后台， 可以帮你实现一键导航、后台服务、等各种人性服务。 4 功能介绍车辆跟踪功能 利用 GPS 和电子地图可以实时显示出车辆的实际位置，并可任意放大、缩小、还原、 换图；可以随目标移动，使目标始终保持在屏幕上；还可实现多窗口、多车辆、多屏幕同 时跟踪。利用该功能可对重要车辆和货物进行跟踪运输 路线导航功能 提供出行路线规划是汽车导航系统的一项重要的辅助功能，它包括自动线路规划和人 工线路设计。自动线路规划是由驾驶者确定起点和目的地，由计算机软件按要求自动设计 最佳行驶路线，包括最快的路线、最简单的路线、通过高速公路路段次数最少的路线的计 算。人工线路设计是由驾驶员根据自己的目的地设计起点、终点和途经点等，自动建立路 线库。线路规划完毕后，显示器能够在电子地图上显示设计路线，并同时显示汽车运行路 径和运行方法。 信息查询功能 为用户提供主要物标、如旅游景点、宾馆、医院等数据库，用户能够在电子地图上显 示其位置。同时，监测中心可以利用监测控制台对区域内的任意目标所在位置进行查询， 车辆信息将以数字形式在控制中心的电子地图上显示出来。 话务指挥功能 指挥中心可以监测区域内车辆运行状况，对被监控车辆进行合理调度。指挥中心也可 随时与被跟踪目标通话，实行管理。 紧急援助功能 通过 GPS 定位和监控管理系统可以对遇有险情或发生事故的车辆进行紧急援助。监控 台的电子地图显示求助信息和报警目标，规划最优援助方案，并以报警声光提醒值班人员 进行应急处理。、等各种人性服务。GPS 定位系统随着社会的发展被应用到越来越多的行 业，它起到前期监督，后期管理的作用，统一分配，便于管理，提高我们的工作效率，降 低成本。 5 主要构成 GPS 主要由空间卫星星座、地面监控站及用户设备三部分构成。 GPS 空间卫星星座 GPS 空间卫星星座由 21 颗工作卫星和 3 颗在轨备用卫星组成。 24 颗卫星均匀分布在 6 个轨道平面内,轨道平面的倾角为 55,卫星的平均高度为 20200 km,运行周期为 11 h 58 min。卫星用 L 波段的两个无线电载波向广大用户连续不断地发送导航定位信号, 导航定位 信号中含有卫星的位置信息,使卫星成为一个动态的已知点。在地球的任何地点、任何时刻 ,在 高度角 15以上,平均可同时观测到 6 颗卫星,最多可达到 9 颗。GPS 卫星产生两组电码， 一组称为 C/A 码( Coarse/Acquisition Code11023MHz)，一组称为 P 码(Precise Code 101 23MHz) 。 地面监控站 地面控制部分由一个主控站，5 个全球监测站和 3 个地面控制站组成。监测站均配装 有精密的铯钟和能够连续测量到所有可见卫星的接受机。监测站将取得的卫星观测数据,包 括电离层和气象数据，经过初步处理后，传送到主控站。主控站从各监测站收集跟踪数据 ，计算出卫星的轨道和时钟参数，然后将结果送到 3 个地面控制站。地面控制站在每颗卫 星运行至上空时，把这些导航数据及主控站指令注入到卫星。这种注入对每颗 GPS 卫星每 天一次，并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。如果某地面站发生故障，那 么在卫星中预存的导航信息还可用一段时间，但导航精度会逐渐降低。 用户设备 GPS 用户设备由 GPS 接收机、数据处理软件及其终端设备(如计算机) 等组成。GPS 接 收机可捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号,跟踪卫星的运行, 并对信号 进行交换、放大和处理，再通过计算机和相应软件,经基线解算、网平差，求出 GPS 接收 机中心(测站点 )的三维坐标。 GPS 接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。现今， 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。 6 技术方面 随着生活水平的进步，无线通信技术和全球卫星定位系统(GPS)技术越来越多地应用于 日常生活的方方面面开始。无论是汽车或寻找儿童或老年人智力残疾丧失安全监控和维护 ，无线通信(GSM)和差分全球定位系统(DGPS) 技术发挥了重要作用。基于全球移动通信系 统(GSM)的无线通信网络覆盖一个大范围的数据已被破坏，很好用的便当，成本低。单独 的 GPS 系统，GSM 系统的车辆和人员通过无线卫星定位通信链路的移动电话用户完成车辆 和人员的监控发送位置信息。2 7 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 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。 车载系统 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 GP S 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。 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。现今所有的 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，如果车被盗了，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。所以说现今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。 运输应用 在集装箱运输中应用 针对集装箱运输中的应用，GPS 卫星定位系统是监控中心或分控中心以及用户中心的 组成部分，它为应用服务器提供注册、修改、注销车载终端用户的操作界面。同时为配置 报警路由信息、车载终端参数提供操作界面，也整合了大量的集装箱运输的业务分析管理 工具。 在集装箱运输中的应用有以下方面： （一）车辆监控； （二）货柜监控及报警（有源电子铅封系统提供功能）； （三）实时定位； （四）车载设备上报数据； （五）车辆报警、报告功能； （六）报警监听； （七）远程控制； （八）车辆调度； （九）车辆轨迹数据保存和回放。 8 其他应用 1. 出租车、长途客车、货运车辆的监控调度指挥系统 2. 物流车辆的监控、调度指挥系统 3. 交通管理等政府部门车辆的调度指挥系统 4. 保险公司值勤车辆的监控、调度指挥系统 5.公安、交警值勤车辆的监控、调度指挥系统 6. 银行运钞车辆的监控调度指挥系统 7. 邮政、 120 急救车辆调度监控系统 8. 机关、企业四人车辆的定位控制等等 9. 小孩、老人定位 10.