GPS全球卫星定位系统ppt课件
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GPS卫星定位系统基础知识介绍
GLOBAL Positioning System,简称GPS,即全球卫星定位系统,近年来得到了越来越广泛的应用,已经产生了可观的GPS产品需求。并且随着科技水平的提高、应用方向的不断开拓,GPS将会不容置疑的迅速渗透到人们的日常生活中来。
我们经常提到的GPS定位系统由美国军方所设计、控制。除此之外,我国的北斗双星定位系统正在默默地为我国的现代化建设做贡献;俄罗斯的GLONASS系统也曾有过辉煌的历史;欧盟组织设计的伽利略卫星定位系统兼容目前广泛应用的GPS系统,在几年后将会给全球定位系统增添更加光彩的一页。
GPS系统由三大部分组成:空间部分、控制部分和用户部分。
空间部分是GPS人造卫星的总称。人造卫星的平均高度约20200Km,运行轨道是一个椭圆,地球位于该椭圆的一个焦点上;运行周期约12小时。在6个倾角约55°的轨道面上不平均地分布着近30颗导航卫星,部分为备用卫星,美国军方可通过地面控制部分调整工作卫星的数目。在GPS系统中,GPS卫星是动态的已知点,用户端所有的导航定位信息都是依据这个动态已知点发送的“星历”计算得到的。GPS星历,实际上是一系列描述GPS卫星运动及轨道的实时状态参数。民用GPS模块所接收到的广播星历是由GPS卫星以扩频通信方式通过导航电文直接向用户播发的用于实时数据处理的预报星历,在不同的载波上以不同的速率广播民用的伪随机码C/A码星历和军用的P码星历。
对于整个GPS系统来说,实际上地面控制部分是整个系统的核心。所有的GPS卫星所播发的用于导航定位的星历,都是由分布在地面的5个监控站提供的。地面系统负责监测GPS信号、收集数据、计算并注入导航电文,状态诊断、轨道修正等。正是有了地面监控系统的海量数据处理,才使得GPS系统精确运转。
我们常说的GPS定位模块称为用户部分,它像“收音机”一样接收、解调卫星的广播C/A码信号,中以频率为1575.42MHz。GPS模块并不播发信号,属于被动定位。通过运算与每个卫星的伪距离,采用距离交会法求出接收机的得出经度、纬度、高度和时间修正量这四个参数,特点是点位速度快,但误差大。初次定位的模块至少需要4颗卫星参与计算,称为3D定位,3颗卫星即可实现2D定位,但精度不佳。GPS模块通过串行通信口不断输出NMEA格式的定位信息及辅助信息,供接收者选择应用。
全球卫星定位系统(GPS)综述
GPS是“Global Positioning System”即“全球定位系统”的简称。该系统原是美国国防部为其星球大战计划投资100多亿美元而建立的。 其作用是为美军方在全球的舰船、飞机导航并指挥陆军作战。在海湾战争中,涌现了大量高科技装备,而GPS全球卫星定位系统则是使用最广泛的一种。人们普遍认为是GPS技术在整个海湾战争中充分显示了威力,起了至关重要的作用,从而赢得了战争的胜利。
GPS全球定位系统是一项工程浩繁、耗资巨大的工程, 被称为继阿波罗飞船登月、航天飞机之后的第三大空间工程。海湾战争期间,GPS系统尚未完全建成, 初步使用已显神威。随着1993年GPS太空卫星网的完全建成, 其应用领域不断扩大。而且美国1994年宣布在10年内向全世界免费提供GPS全球定位系统的使用权。 使世界各国都在争相利用这一系统。
前苏联早在1982年就开始建立自己的全球卫星定位系统。后来,俄罗斯继续执行这一系统工程计划,到1995年已完成建成。目前这套全球卫星导航系统只由俄罗斯控制使用,未向全世界提供服务。欧洲联盟考虑到全球卫星定位导航系统的应用前景,也打算建立他们自己的全球卫星定位导航系统。目前德俄已联合生产了可以同时接收美国GPS和俄国Glonass信号的卫星定位接收器。当前世界各国对全球卫星定位导航这一高新技术都非常重视,认为其对导航定位和大地勘测技术是一场革命,其民用潜力相当巨大,经济效益相当可观。
GPS是美国国防部发射的24颗卫星组成的全球定位、导航及授时系统。这24 颗卫星分布在高度为2万公里的6个轨道上绕地球飞行。每条轨道上拥有4颗卫星, 在地球上任何一点,任何时刻都可以同时接受到来自4颗卫星的信号。也就是说GPS的卫星所发射的空间轨道信息覆盖着整个地球表面。
GPS卫星定位系统由地面控制站、GPS卫星网和GPS接收机三部分组成。 地面主控站实施对GPS卫星的轨道控制及参数修正。GPS卫星网向地面发射两个频率的定位导航信息,其中包括两个定位码信号:即C/A码(供世界范围内的民用)及P码( 只供美国军方使用)。GPS接收机接收GPS卫星信号进行解算,即可确定GPS接收机的位置。
GPS卫星定位系统即全球定位系统
GPS卫星定位系统即全球定位系统(Global Positioning System)。简单地说,这是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。这个系统可以保证在任意时刻,地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星,以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度,以便实现导航、定位、授时等功能。这项技术可以用来引导飞机、船舶、车辆以及个人,安全、准确地沿着选定的路线,准时到达目的地。
全球定位系统(GPS)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定位系统 。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、 全天候和全球性的导航服务,并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的,是美国独霸全球战略的重要组成。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。
GPS的组成
GPS由空间部分,地面控制系统和用户设备部分组成。
GPS的空间部分是由24颗卫星组成(21颗工作卫星,3颗备用卫星),它位于距地表20200km的上空,均匀分布在6 个轨道面上(每个轨道面4 颗) ,轨道倾角为55°。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星,并能在卫星中预存的导航信息。GPS的卫星因为大气摩擦等问题,随着时间的推移,导航精度会逐渐降低。地面控制系统由监测站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天线(Ground Antenna)所组成,主控制站位于美国科罗拉多州春田市(Colorado Spring)。地面控制站负责收集由卫星传回之讯息,并计算卫星星历、相对距离,大气校正等数据。用户设备部分即GPS 信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星,并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后,就可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据,接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算,计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。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部分。接收机一般采用机内和机外两种直流电源。设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时机内电池自动充电。关机后,机内电池为RAM存储器供电,以防止数据丢失。目前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。其次则为使用者接收器,现有单频与双频两种,但由于价格因素,一般使用者所购买的多为单频接收收器
GPS基础+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)。