現(xiàn)在人們生活水平有了很大的提高,GPS也進入了人們的生活當(dāng)中,很多人在生活中都在使用GPS,但你們知道gps是什么意思嗎?什么又是gps定位系統(tǒng)?下面是小編整理的關(guān)于gps定位系統(tǒng)的一些資料,以供大家參考:
gps定位系統(tǒng)
GPS 主系統(tǒng)是居心叵測的老美發(fā)射運行的衛(wèi)星系統(tǒng),包含了27 顆能持續(xù)發(fā)送地理位置海拔高度和時間信號的衛(wèi)星,24 個正常使用,3 個備用,這些衛(wèi)星平均分布運行在六個軌道上。一般來說,在地面上的GPS 接收器能接收5~12 個衛(wèi)星信號,而為了獲得地面上的定位坐標(biāo),GPS定位至少需要4 個衛(wèi)星信號,三個用來確定GPS 接收器的緯度、經(jīng)度和海拔高度,第四個則提供同步校正時間。全球定位系統(tǒng)由三部分構(gòu)成:
太空衛(wèi)星部份:由 24 顆繞極使用衛(wèi)星所組成,分成六個軌道,運行于約 20200 公里的高空,繞行地球一周約12 小時。每個衛(wèi)星均持續(xù)著發(fā)射載有衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)及時間的無線電波,提供地球上的各種接收機來應(yīng)用。
地面管制部份:這是為了追蹤及控制上述衛(wèi)星運轉(zhuǎn),所設(shè)置的地面 管制站,主要工作為負(fù)責(zé)修正與維護每個衛(wèi)星能保持正常運轉(zhuǎn)的各項參數(shù)數(shù)據(jù),以確保每個衛(wèi)星都能提供正確的訊息給使用者接收機來接收。
使用者接收機:追蹤所有的 GPS 衛(wèi)星,并實時地計算出接收機所在 位置的坐標(biāo)、移動速度及時間,各種藍牙GPS 即屬于此部份。
我們通常所說的GPS, 就是第3 部分。
一套完整的GPS定位系統(tǒng)包含哪些設(shè)備:
A、GPS 接收機,一般按接口分為如下幾種:
無線藍牙GPS,目前主流如HAICOM 406 等,諾基亞 LD-3W, Navibe 731 等主要與具備藍牙功能的掌上電腦PDA、智能手機配合使用。
USB 接口GPS,主要配合筆記本電腦使用。
CF 卡接口GPS,主要配合老型號沒藍牙功能的PDA 使用。
B、地圖操作終端設(shè)備:
掌上電腦PDA,PPC 系統(tǒng)是目前導(dǎo)航的主流
智能手機
筆記本電腦
C、導(dǎo)航軟件地圖軟件、一般按操作系統(tǒng)分如下幾種:
PPC 掌上電腦系統(tǒng),主要有靈圖天行者5、凱立德2.0、城際通、MAPKING、OZI,此系統(tǒng)上目前軟件最為豐富、功能也最為強大。
系統(tǒng)智能手機,主要有路拓ROUTE66、 凱立德等。
Smartphone 智能手機,主要有凱立德。
PC 系統(tǒng),主要有靈圖、城際通等。
D、GPS定位系統(tǒng)導(dǎo)航系統(tǒng)有哪些功能?
地圖查詢:
可以在操作終端上搜索你要去的目的地位置。
可以記錄你常要去的地方的位置信息,并保留下來,也和可以和別人共享這些位置信息。
模糊的查詢你附件或某個位置附近的如加油站,賓館、取款機等信息
路線規(guī)劃:
GPS定位系統(tǒng)會根據(jù)你設(shè)定的起始點和目的地,自動規(guī)劃一條線路。
規(guī)劃線路可以設(shè)定是否要經(jīng)過某些途徑點。
規(guī)劃線路可以設(shè)定是否避開高速等功能。
自動導(dǎo)航:
語音導(dǎo)航:用語音提前向駕駛者提供路口轉(zhuǎn)向,導(dǎo)航系統(tǒng)狀況等行車信息,就象一個懂路的向?qū)Ц嬖V你如何駕車去目的地一樣。導(dǎo)航中最重要的一個功能,使你無需觀看操作終端,通過語音提示就可以安全到
達目的地。
畫面導(dǎo)航:在操作終端上,會顯示地圖,以及車子現(xiàn)在的位置,行車速度,目的地的距離,規(guī)劃的路線提示,路口轉(zhuǎn)向提示的行車信息。
重新規(guī)劃線路:當(dāng)你沒有按規(guī)劃的線路行駛,或者走錯路口時候,GPS定位系統(tǒng)會根據(jù)你現(xiàn)在的位置,為你重新規(guī)劃一條新的到達目的地的線路。
GPS 應(yīng)用基礎(chǔ)
GPS gloabal Positioning System,主要分三大塊,地面控制站、衛(wèi)星、接收機。
主控制站,在美國科羅拉多。三個地面天線,五個監(jiān)測站,分布在全球。主要是收集數(shù)據(jù),計算導(dǎo)航信息,診斷系統(tǒng)狀態(tài),調(diào)度衛(wèi)星這些雜事。
衛(wèi)星,有27 顆,距離地面20200 公里。27 顆衛(wèi)星有24 顆運行,3 顆備用。這些衛(wèi)星已經(jīng)更新了三代五種型號。衛(wèi)星發(fā)射兩種信號:L1 和L2。L1:1575.42MHZ, L2:1227.60MHZ。衛(wèi)星上的時鐘采用銫原子鐘或銣原子鐘,計劃未來用氫原子鐘,比我的手表準(zhǔn)。
接收機,袖珍式、背負(fù)式、車載、船載、機載等等。一般常見的手持機接收L1 信號,還有雙頻的接收機,做精密定位用的。
關(guān)于GPS 接收機
GPS 現(xiàn)在一般都是12 通道的,可以同時接收12 顆衛(wèi)星。早期的型號,比如GARMIN 45C 就是8 通道。GPS接收機收到3 顆衛(wèi)星的信號可以輸出2D(就是2 維)數(shù)據(jù),只有經(jīng)緯度,沒有高度,如果收到4 顆以上的衛(wèi)星,就輸出3D 數(shù)據(jù),可以提供海拔高度。但是因為地球自己的問題,不是太標(biāo)準(zhǔn)的圓,所以高度數(shù)據(jù)有一些誤差。現(xiàn)在有些GPS 接收機內(nèi)置了氣壓表,比如etrex 的SUMMIT 和VISTA,這些機器根據(jù)兩個渠道得到的高度數(shù)據(jù)綜合出最終的海拔高度,應(yīng)該比較準(zhǔn)確了。
GPS 接收機的第一次開機,或者開機距離里上次關(guān)機地點超過800KM 以上,因為接收機里存儲的星歷都對不上了,所以要在接收機上重新定位。
GPS 接收機的使用要在開闊的可見天空下,所以,屋里就不能用了。手持GPS 的精度一般是誤差在10 米左右,就是說一條路能看出走左邊還是右邊。精度主要依賴于衛(wèi)星的信號接收,和可接收信號的衛(wèi)星在天空的分布情況,如果幾顆衛(wèi)星分布的比較分散,GPS 接收機提供的定位精度就會比較高。
定位精度
談到定位精度,就得說說SA 和AS。什么是SA,AS 呢? GPS 的信號有兩種C/A 碼,P 碼。
C/A 碼的誤差是29.3m 到2.93 米。一般的接收機利用C/A 碼計算定位。美國在90 代中期為了自身的安全考慮,在信號上加入了SA (Selective Availability),令接收機的誤差增大,到100 米左右。在2000 年5 月2 日,SA 取消,所以,咱們現(xiàn)在的GPS 精度應(yīng)該能在20 米以內(nèi)。
P 碼的誤差為2.93 米到0.293 米是C/A 碼的十分之一。但是P 碼只能美國軍方使用,AS(Anti-Spoofing),是在P 碼上加上的干擾信號。
俄羅斯有自己的衛(wèi)星定位系統(tǒng),全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GLObal NAvigation Satellite System)。歐洲也要發(fā)展自己的定位系統(tǒng)NAVSAT。中國也有自己的衛(wèi)星定位,叫北斗,是雙星系統(tǒng),只能定位自己國家和附近的地區(qū),而且目前只用于軍方。
GPS 的設(shè)置
GPS 拿到手,如果是新機器要定位,已經(jīng)提到了。另外,還有一些設(shè)置,常用的有坐標(biāo)系、地圖基準(zhǔn)、參考方位、公制/英制、數(shù)據(jù)接口格式什么的。
坐標(biāo)系:常用的是LAT/LON 和UTM。LAT/LON 就是經(jīng)緯度表示,UTM 在這里就不管他了。
地圖基準(zhǔn):一般用WGS84。
參考方位:實際上有兩個北,磁北和真北呀(簡稱CB 和ZBY)。指南針指的北就是磁北,北斗星指的北就是真北。兩者在不同地區(qū)相差的角度不一樣的,地圖上的北是真北。
公制/英制:自選。
數(shù)據(jù)接口格式:這得細(xì)談?wù)劇PS 可以輸出實時定位數(shù)據(jù)讓其他的設(shè)備使用,這就牽扯到了數(shù)據(jù)交換協(xié)議。幾乎現(xiàn)在所有的GPS 接收機都遵循美國國家海洋電子協(xié)會(National Marine Electronics Association)所指定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格,這一標(biāo)準(zhǔn)制訂所有航海電子儀器間的通訊標(biāo)準(zhǔn),其中包含傳輸資料的格式以及傳輸資料的通訊協(xié)議。NMEA 協(xié)議有0180、0182 和0183 三種,0183 可以認(rèn)為是前兩種的超集,現(xiàn)在正廣泛的使用,0183 有幾個版本,V1.5 V2.1。所以,如果大家的GPS 接收機如果要聯(lián)上筆記本里通用的GPS 導(dǎo)航程序,比如OZIEXPLORER 和俺的GPSRECEIVER,就應(yīng)該選擇NEMA V2.0 以上的協(xié)議。NMEA 規(guī)定的通訊速度是4800b/S。現(xiàn)在有些接收機也可以提供更高的速度,但沒有什么用,4800 就足夠了。
象GARMIN,自己有一個mapsource 軟件,為了不讓其他品牌的GPS 使用該軟件,就設(shè)計了私有的GARMIN協(xié)議,只有GARMIN 的機器才能輸出這種數(shù)據(jù),而MAPSOURCE 只能接收GARMIN 協(xié)議,這樣一來MAPSOURCE就只能讓GARMIN 的機器使用!
經(jīng)緯度的表示
再講講數(shù)據(jù)表示。一般從GPS 得到的數(shù)據(jù)是經(jīng)緯度。經(jīng)緯度有多種表示方法。
1.)ddd.ddddd, 度.度的十進制小數(shù)部分(5 位)
2.)ddd.mm.mmm,度.分.分的十進制小數(shù)部分(3 位)
3.) ddd.mm.ss, 度.分.秒
不是所有的GPS 都有這幾種顯示, GPS315 只能選擇第二種和第三種在LAT/LON 坐標(biāo)系里,緯度是平均分配的,從南極到北極一共180 個緯度。地球直徑12756KM,周長就是12756*PI,一個緯度是 12756×PI /360 = 111.133 KM (不精確)。
經(jīng)度就不是這樣,只有在緯度為零的時候,就是在赤道上,一個經(jīng)度之間的距離是111.319KM,經(jīng)線隨著緯度的增加,距離越來越近,最后交匯于南北極。大家想想,沒錯吧。所以經(jīng)度的單位距離和確定經(jīng)度所在的緯度是密切相關(guān)的,簡單的公式是:
經(jīng)度1°長度=111.413cosφ,在緯度φ處。 (公式不精確)
例:北京的經(jīng)度119 度,緯度40 度。單位經(jīng)度,單位緯度各是多少?
答: 單位緯度111.133KM 單位經(jīng)度111.413×COS 40 = 85.347KM
GPS 接收機原理圖
選擇GPS 方案所應(yīng)考慮的幾個方面
1、GPS 芯片
導(dǎo)航的準(zhǔn)確性,最關(guān)鍵的是接受衛(wèi)星信號的精度和算法。而衛(wèi)星接收性能,主要由GPS 的芯片決定。GPS的芯片相當(dāng)于電腦的CPU。現(xiàn)在主流的是Sirf(瑟浮)三代芯片。具有20 個衛(wèi)星通道(sirf 二代有12 個通道)。其他的還有sony 的芯片和瑞士的RFMD 芯片。這些芯片在實際使用中的效果,和sirf 的有明顯的差距。
2、GPS 電源
人們在使用GPS 的時候,一般都是在車上或者戶外,而且有的時候,導(dǎo)航時間會比較長(比如長途旅行)。因此,在選擇GPS 的時候,要注意GPS 的電源或者電池的能力。對于車載,一般的藍牙GPS 和一體機都有車載充電器。
在徒步旅行時,各個產(chǎn)品的電池設(shè)計思路不同:有的采用和諾基亞電池通用的電池,讓諾基亞手機用戶有很多電池備用。有的采用大容量電池。有的干脆配備可以外接的干電池盒。這些都可以解決電源問題,關(guān)鍵看哪一種更適合自己。
3、GPS 天線
GPS 天線可以增強接受能力,同時擴展接受范圍。比如屋子里面收不到信號,通過天線,可以引導(dǎo)屋外。sirf 三代芯片的GPS,在絕大部分使用情況下,都不用GPS 天線。在貼金屬膜的車內(nèi),一般也不需要。但是在特殊的情況下,比如天氣情況不好、高層建筑物遮擋等情況下,可以購買天線最為備用。信號好的時候,安裝天線也可以提高信號強度。
4、GPS 產(chǎn)品特點
可以說,每一款GPS 產(chǎn)品,在設(shè)計的時候,都會有它的側(cè)重點。一個產(chǎn)品不可能十全十美。比如有的機器側(cè)重性價比,有的側(cè)重小巧時尚美觀,有的側(cè)重功能多樣性,有的使用大容量電池。因此,在選擇的時候,也要根據(jù)自己的實際需要、喜歡類型和準(zhǔn)備投入的多少來選擇。
5、信譽
應(yīng)選擇一些市場美譽度和知名度較高的產(chǎn)品。這樣的產(chǎn)品質(zhì)量可靠、穩(wěn)定,監(jiān)控準(zhǔn)確且實時到位,可以確保車輛安全和管理方便。如市場上常見的四方通信車載GPS、華強等。
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