GPS定位模块

2024-12-23|版权声明|我要投稿

GPS定位模块(精选12篇)

GPS定位模块 篇1

0 引 言

获得当前时间、位置、速度等信息,是各种需要精确定时、定位工作场所的基本信息要求,是各种精确工作能够正确运行的可靠保证。

本文提出以全球定位系统( GPS) 模块为GPS信号处理器、以89C52单片机为控制器的授时与定位装置的设计方案。通过使用全球定位系统( GPS) 模块来获得高精度的GPS信号,然后从GPS信号中解析时间、位置、速度等信息,在液晶显示器( LCD) 上显示各种相关信息,进而实现授时功能与定位功能[1,2]。

1 授时与定位装置的系统结构设计

GPS授时与定位装置的系统结构框图如图1所示,主要包括电源模块、GPS接收天线、GPS信号接收与处理模块、电平转换电路、主控制器系统、显示接口电路、LCD显示器等部分。

通过GPS接收天线,GPS信号接收与处理模块将接收到的GPS卫星导航电文进行调制解码,将其转换为标准串行通信数据格式,再通过电平转换电路芯片MAX3232实现RS - 232—TTL的电平转换,最后送给主控制器89C52单片机的串行数据端口。当89C52单片机收到GPS信号接收与处理模块发送过来的GPS卫星导航电文后,经过单片机片内程序的识别筛选,将筛选出来的导航电文送到显示模块,最后按照要求的编排格式在液晶显示器上显示时间、位置、速度等信息,实现授时功能与定位功能[3,4,5]。

2 授时与定位装置的硬件系统设计

2. 1 GPS 信号接收与处理模块

GPS信号接收与处理模块选用瑞士U - Blox公司生产的嵌入式GPS模块NEO - 5M - 0 - 001。GPS模块NEO - 5M - 0 -001是一个具有24管脚的高精度GPS信号接收与处理模块,其主要参数为: 时间精度为30 ns; 位置精度为2. 5 m; 速度上限为500 m / s; 高度上限为50 000 m。

为增强GPS信号的接收效果,在使用GPS信号接收与处理模块NEO - 5M - 0 - 001时需要外接带有馈线的GPS蘑菇头天线。

GPS信号接收与处理模块NEO - 5M - 0 - 001的应用电路如图2所示。图中,RF_IN管脚外接GPS蘑菇头天线; VCC管脚接3. 3 V直流供电电源。RXD管脚通过电平转换芯片MAX3232与主控制器89C52单片机RXD端口相连接,用于接收89C52单片机发出的启动接收数据等指令; TXD管脚通过电平转换芯片MAX3232与主控制器89C52单片机TXD端口相连接,用于向89C52单片机传输时间、位置、速度等信息。

2. 2 主控制器

本设计的 主控制器 选用STC89C52型号的单 片机。STC89C52单片机是STC公司生产的一种低功耗、高性能的8位微控制器,内含8 K字节的在 系统可编 程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS - 51内核,但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash,使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。由于STC89C52的系统性能能够满足系统GPS信号数据采集及处理的要求,而且产品产量丰富来源广,应用也很成熟,故本系统中采用STC89C52作为核心控制器[6]。

2. 3 LCD 显示接口电路

GPS授时与定位装置需要显示时间、位置、速度等信息,显示内容较多,不宜采用LED显示器。因此,本设计的显示器采用LCD显示器,LCD显示器选用LCD12864。LCD显示器LCD12864的VCC端口接 + 5 V电源; VSS端口接地。LCD显示器LCD12864的数据 / 指令端口( RS / CS) 、读写端口( R / W) 、使能端口( E/SCLK) 、复位端口( RESET) 分别由单片机的P2. 0、P2. 1、P2. 2、P2. 3端口控制。LCD显示器LCD12864的显示数据输入端口( DB7DB0) 所需要的显示数据或者命令数据则由单片机的端口( P0. 7 - P0. 0) 送出。

3 授时与定位装置的软件系统设计及数据格式说明

3. 1 主程序软件

主程序软件流程图如图3所示。系统上电后,首先完成GPS信号接收与处理模块初始化、液晶显示器初始化、串行口中断初始化等准备工作。单片机STC89C52控制GPS信号接收与处理模块开始接收GPS数据,当接收的GPS数据正确之后,分别读取并解析时间信息和位置信息,然后送给液晶显示器LCD进行刷新显示,显示时间、位置、速度等信息[7]。

3. 2 串行数据格式说明

GPS信号接收与处理模块NEO - 5M - 0 - 001与单片机STC89C52之间的通信采用RS - 232串行通信接口电路,因此需要GPS信号接收与处理模块将接收的GPS数据格式转换为单片机能够接收的串行数据格式。

GPS信号接收与处理模块NEO - 5M - 0 - 001向单片机STC89C52发送的串行数据格式:

串行数据格式中各项含义如下:

< B > 为起始标志字符42H。

HHMMSSYYYYM2M2DD表示北京 时间的时、分、秒、年、月、日。

< F > 为工频标志字符46H。

FFF1F1F2F2为周波数的整数部分和小数点后第一、第二、第三、第四位小数部分。

< C > 为周波标志字符43H。

H1H1M1M1S1S1为周波钟的时、分、秒。

$ 为定位标志字符( $ 为24 H时表示当地时钟信号与GPS卫星信号同步; $ 为23 H时表示当地时钟信号与GPS卫星信号失步) 。

< CR > 为结束标志字符0DH。

4 授时与定位装置的仿真设计

为验证设计方案的可行性,以及验证硬件元件连接是否正确和软件程序编写是否正确,采用Proteus软件对基于单片机的GPS授时与定位装置进行仿真设计模拟[7]。

在仿真过程中加入虚拟终端( Virtual Terminal) VT1,它可以更加直观地显示单片机STC89C52收到GPS信号接收与处理模块NEO - 5M - 0 - 001所发送的GPS实时数据。

基于单片机的GPS授时与定位装置的仿真结果如图4所示。图中,虚拟终端VT1显示单片机STC89C52收到GPS信号接收与处理模块NEO - 5M - 0 - 001所发送的GPS实时数据,显示内容的含义如下:

5 授时与定位装置的实物制作

硬件设计使用Altium Designer软件,主要用于绘制电路图和绘制印刷电路板( Printed Circuit Board,PCB) 。软件设计使用Keil C51软件,主要用于编制C语言程序。

基于单片机的GPS授时与定位装置的实物制作结果如图5所示。在测试时,先将GPS信号接收与处理模块NEO - 5M - 0 -001接上天线并把天线放置在窗外,然后将单片机STC89C52与GPS信号接收与处理模块NEO - 5M - 0 - 001之间通过串行通讯数据线相连接,再将单片机STC89C52与液晶显示器LCD12864相连接,最后分别给GPS模块与单片机系统供电,就可以实现授时与定位功能。GPS授时与定位装置的实物制作及其实际运行结果的相关信息包括:

6 结束语

为精确获取时间信息和位置信息,本文提出以全球定位系统( GPS) 模块为GPS信号处理器、以89C52单片机为控制器的授时与定位装置的设计方案。该授时与定位装置在硬件上采用了专用嵌入式GPS模块,有效地保证了GPS信息的接收准确性,能够满足GPS信息的解析精度和可靠性,有效地解决了时间信息和位置信息的数据接收和数据解析等问题。

使用Proteus软件对所设计的GPS授时与定位装置进行了仿真模拟,以进一步验证设计方案的可行性。在此基础上,完成采购电子元器件、绘制硬件电路图、制作印刷电路板( PCB) 、焊接电子元器件、编制软件程序、实验调试等一系列制作步骤,最终完成基于单片机的GPS授时与定位装置的实物制作过程。

经过实践测试,制作的GPS授时与定位装置具有成本低、体积小、精度高等特点,具有自动获取时间信息和位置信息等功能,可以实现连续导航,可应用于个人野外旅游探险、出租汽车定位及海上作业等领域。

摘要:为精确获取时间信息和位置信息,提出以全球定位系统(GPS)模块为GPS信号处理器、以89C52单片机为控制器的授时与定位装置的设计方案。设计授时与定位装置的系统结构构架,给出装置的主要硬件设计电路和主要软件设计框图,详细阐述GPS数据接受语句的格式及含义。使用Proteus仿真验证设计方案的正确性与可行性。最后制作授时与定位装置实物,实现授时功能与定位功能,具有一定的实用价值。

关键词:全球定位系统(GPS),授时,定位,单片机,仿真设计,实物制作

GPS定位模块 篇2

GPS全球定位监控调度系统一、GPS全球定位监控调度系统GPS简介:

GPS即全球定位系统(GlobalPositioningSystem—GPS),是由距离地球2万多公里的24颗人造卫星,基本均匀地分布在6 个轨道平面内组成的卫星网向地球不断发射定位信号,用户通过GPS 接收设备(接收机)接收3 颗或3 颗以上的GPS 卫星信号,经信号处理而获得用户位置、速度等信息,从而实现对目标进行准确定位的高科技技术。GPS监控调度系统指把先进的GPS全球卫星定位系统应用于车辆监控、调度和报警等方面构建的一套软硬件系统。这个系统在客车、货车、公安、押运、危险品运输等车辆上安装一套具有GPS定位功能和通讯(通常为GSM短信、GPRS或CDMA 1X三种模式)功能的车载GPS终端,通过车载的手机卡发送短信或网络(GPRS或CDMA)信号到GPS中心平台,GPS中心平台对接收到的信号进行存储处理并发送到GPS调度计算机,GPS调度计算机通过GPS调度软件或互联网连接GPS中心平台,查看车辆运行轨迹,车辆状态,油耗情况,报警等,并对车辆进行监控调度和管理。

二.目的与意义:

1.成本控制:对车辆进行实时的跟踪定位与车辆运行状态的监督,油量的消耗的合理性与非合理性以及加油量情况监管;历史线路、状态、油耗、里程数以及各种费用与实际比较(公车私用、谎报过桥、过路费、能源费用),建立车管制度重要依据。

截制公有资源的浪费与流失。

2.提高效力:科学是第一生产力——科技化信息化。车辆位置、状态等信息实时更新与调度中心建立了最快的信息通道,确保调度中心制定最佳的调度方案以及减轻调度工作量,达到科学调度、大大提高资源的利用率及周转率。

3.提高安全:对车辆行车速度,路线,疲劳驾驶,以及紧急求助等各种安全问题进行严格把关,确保人生与财产更安全。

4.统计与决策:对车辆的里程,油耗,时间,速度,方位,报警,等各种大量数据进行科学统计,为更高水平的决策提供强有力的依据。

二、GPS调度监控系统功能方案:

上海思增GPS调度监控系统是一套综合GPS、GIS、GPRS(或CDMA1X并容合GSM)技术,为用户提供移动目标定位、监控、调度、报警、信息沟通等服务系统。如图所示: 韩经理 电话:*** QQ:439753264

(一)系统功能:

1、车辆监控功能:

监控中心能全天侯实时监控所有被控车辆的当时位置、行驶方向、行驶速度、发动与熄火状态等。系统可设置到1秒返回一次车辆动态信息,以便最及时的掌握车辆的状况。(CS构架)

2、轨迹回放功能:

监控中心能随时回放近60天内的自定义时段车辆历史行程、轨迹记录。

3.报警功能:

超速报警、区域报警、防劫报警、被控车辆超出监控中心预设的速度报警值以及超出或驶入预设的区域会向监控调度中心给出相应的报警。

4、监听功能:

遇到紧急情况调度中心可随时启动对车内声音的监听,以便妥善处理。

5、短信通知功能:

可预设被控车辆的各种报警或状态信息在必要时发送到管理者手机上,以便随身随地掌握车辆重要状态信息。6.路线管理:

被控车辆偏离预设规定线路时给出向应的报警。

7、远程控制功能:

监控中心可随时对车辆进行远程断油断电,锁车功能。

8、行驶里程统计功能:

系统利用GPRS车载终端的行驶记录功能和GIS地理系统原理对车辆进行行驶里程统计,并可生成 韩经理 电话:*** QQ:439753264 报表且可打印。

9、油耗检测:

实时监控车辆的油耗变化,并生成历史时段油量变化报表或油量曲线图,直观反映出油量的正常消耗与非正常消耗及加油数量不足等现象,达到油耗高水平管理,杜截不良事件的发生。如下图:

实时油耗监察。如下图: 韩经理 电话:*** QQ:439753264

10、地址搜索功能:

1)精确查找:在确定目标地址或路名全称,系统自动以该目标地址为地图中心位置展现出来。2)模湖查找:系统操作人员只需输地名和路名的关键字词,系统立即会列出与该关键字词相似的地址信息,再确定目标地址进行查找。

11、距离测量:

监控中可自定义A点和B点。并可对其测量距离。

12、停车记录:

调度中心可对车辆的历史停车记录以文字形式生成报表,其中描述车辆的停车地点、时间和开车时间等信息,并可对其进行打印。

13、地图制作功能:

GPS系统另外设计了两个用户图层,(自定义定位、自定义道路)调度人员可自行根据车辆的行车路线轨迹添加到地图为自定义道路或添加信息点位。

14、车载电话功能:

车载移动电话可以象普通手机一样通过耳机拔打电话,调度中心可对此电话进行远程权限设置,即呼入限制、呼出限制、只能呼叫指定的若干电话号码。需要网络支持。

15、权限管理:

GPS系统可设置十个以上的级别权限,及每个登陆账号N个功能禁止允许。并特权用户可查看所有在线登陆账户的操作与状态。

16、车辆信息管理:

GPS平台系统可录入详细的车辆、驾驶人员、车辆图片等信息,以方便调度人员的工作。

17、Web功能(BS构架)

系统集成的Web GIS技术,使用户在任何连接Internet的地方,经过授权,使用IE方式查车监控。18.出租车进出城自动登记:

可以在出租车辆出城时在中心平台进行自动登记,不同的车辆可以设定不同的驶出区域,如可实现一个分公司的车出了下城区这个区域就自动登记或报警,二分公司车出了杭州所有城区才自动登记或报警。并支持对单车或报警区域设定 19.载客与空驶状态记录:

实时显示出租汽车的载客与空驶状态,并自动记录上客与下客的时间,可对此时段的行车路线进行回放,并统计出其里程及打印其地图窗口。20、调度功能:

智能调度:出租车在实际运营中经常要使用电话叫车功能。GPS系统中可实现的电话叫车,呼叫中心接到客户电话叫车后首先在地图中确定叫车地点,并可画定一个自定义半径圆形的范围,然后GPS系统自动向该范围内所有空载车辆发出调度信息。也可指定任意空载车辆发出调度信息,GPS 韩经理 电话:*** QQ:439753264 系统还可对每辆车成功调度次数进行月统计。具体方式如下:

(1)调度中心可向车辆发送基于GPRS传输模式的短信(此短信不产生信息费,其包含在GPRS包月流量里面)调度中心也可指定或群发信息广播等各类信息,车机也可以向调度中心发送或回复预设的固定短信。

(2)调度中心在确定目标地址后,可自定义一个半径圆形的范围,然后对其范围内的最近或全部车辆发起调度。

(3)最优路径分析:调度中心确定目标地址后,系统自动把一定距离内所有的车辆按最短路程或所有车辆的路程距离列出,并描绘出线路,调度人员可根据了解的交通经验给出最佳调度方案。

(4)导航:根据车辆的当前位置和目的地,系统自动计算出最佳路径并描绘在电子地图上,调度人员可对驾车人员提出最佳行车路线指示。

(5)抢答:司机通过车载GPS上的按扭来抢答,调度中心在收到第一个抢答信息后立即自动回复详细的调度信息,然后确认完成任务派出。

(6)指定:调度中心在接到电话叫车并在找出指定范围内的所有空车后,可以指定其中的一辆要求司机完成接客任务。

(7)按本月成功调车次数最少指定:调度中心在接到电话叫车并在找出指定范围内的所有空车后,可以指定本月通过调车成功接客次数最少的司机完成接客任务。

(二).系统原理及结构

上海思增的GPS车辆监控调度系统是由GPS移动终端GPRS/GSM(CDMA1X/CDMA)、传输系统和监控中心三部分组成。其系统结构如图所示。

(1)GPS 移动终端

GPS 移动终端包括GPS汽车防盗跟踪器,它将接收到的GPS 定位信息经过处理后,计算出车辆的经度、纬度、速度、方向。韩经理 电话:*** QQ:439753264(2)传输系统

传输系统由GPRS/GSM网络、短信中心、GSM前置机、交换机、网络电缆组成,它负责GPS移动终端与监控中心之间的数据传输。

(3)监控中心

监控中心是整个系统的核心,直接影响系统的稳定、有效运行。它将GPS移动终端通过GPRS/GSM传输系统传来的数据与电子地图匹配,即可实现车辆的位置显示、跟踪,同时,监控中心的调度、控制指令等通过GPRS/GS(CDMA1X/CDMA)传输系统下达给GPS 移动终端。

监控中心在硬件上由三部分组成:通讯服务器、GIS 服务器和监控终端(或监控显示屏)。通讯服务器负责处理系统与GPS 移动终端的双向通讯(通过GSM 短信中心、TCP/IP或GSM 前置机)。GIS 服务器又称数据库服务器,完成各种数据记录和与电子地图的匹配,系统采用的是SQL Server7.0 数据库、MapInfo 格式的电子地图。监控终端用于中心服务人员对车辆的监视、控制操作。

(三)、售后服务:

(1)车载GPS终端由公司负责保修,除人为损坏(含进水、自行拆修等)和自然灾害损坏一个月之内免费更换,一年免费保修;在合同期内GPS终端产品主机提供无限期质量保修。

(2)GPS软件提供一年内免费升级,合同期内免费维护,并提供24小时电话和网络服务及上海市内24小时内现场服务。

(3)公司承诺每年365天,每天24小时的GPS监控调度服务。

三、技术指标:

1、GPS模块定位精度小于15米

2、工作环境温度:-20∽70℃,存储温度-40∽85℃;工作环境温度≤95%;

3、GPS接收机12通道;GPS定位精度≤15m;GPS时间精度<1秒;

4、GPS速度精度<0.1公里/小时;GPS方向精度<2度;

5、速度测量误差≤3%;里程统计误差≤3%;

6、最大功率3W;外形尺寸:100mm(长)×134mm(宽)×45mm(高)

7、GPS参数: 冷启动时间:≤60 S 暖启动时间:≤30 S 热启动时间:≤60 S 静态漂移:≤Φ15mm 动态定位精度:≤15mm

8、GPRS参数:GSM/GPRS 900/1800双模式 Class B 数据传送波特率:300∽115,200bit/s 通迅数据丢率:≤1%

9、电源电压 12V 或 24V

10、电瓶保护电压 低端:11V(12V 电瓶机型)或 20V(24V 电瓶机型)高端:36V电瓶电压低于低端或高于高端保护电压自动切换到备用电池工作。

11、极限输入电源电压 100V

12、电源电流 解警状态 140mA 韩经理 电话:*** QQ:439753264 警戒状态 70mA

13、相对湿度 20 ~ 95%

14、外形尺寸: 主机

2.使

用条 件  压2.使用条

电源电 件

102x68x43 165x58x23 手柄

或屏 150x73x26(标称)LCD

(标称)0.3kg  电源电压或

15、重量: 压 主机 2)电瓶保护电2.使用条件 2)电瓶保 低端 : 手柄 0.2kg  护电压   10V(12V 电瓶机型)或 20V(24V 电瓶机型)电源电压或(标称)2.使用条件   高端

VLCD屏 0.3kg    低端:10V(12V 电瓶机型)或 20V(24V 电瓶机型)33 电源电压(标称)2)电瓶保护电压 高端:33V 电瓶电压低于低端或或高于高端保护电压自动切换到备用 电池工作。电瓶保 2)护电压    低端:10V(12V 电瓶机 护电 20V(24V 电瓶机型)电瓶电压低于低端或高于高端保压自动切换到备用 电池工作。3)极限输入电源电压:100V型)或     低端10V(12V 电瓶机 20V(24V 电瓶机型)高端:33V3)极限输入电源电压:100V型)或 4)电源电流: 140mA 高端:33V 电瓶电压低于低端或高于高端保护电压自动切换到备用 电池工作。5)工作温度-20 ℃ ~ +70 ℃ 4)电源电流: 140mA 电瓶6)相对湿度 20 ~ 电压低于低端或高于高端保护电压自动切换到备用 电池工作。3)极限输入电源电压:100V 95%5)工作温度:-20 ℃ ~ +70 ℃ 7)定位精度 < 15m  6)相对湿度: 20 ~3)极限输入电源电压:100V 95%4)电源电流 140mA 形尺3.外寸和重量7)定位精度 < 15m ~ 5)工作温度:-20 ℃ +70 ℃4)电源电流 140mA

GPS全球定位系统 篇3

关键词:GPS全球定位系统;GPS导航;应用前景

1 GPS全球定位系统概述

GPS,又称为全球定位系统(Global Positioning System GPS),是美国从20世纪70年代开始研制,历时20年,耗资200亿美元,于1994年3月完成其整体部署实现其全天候、高精度和全球的覆盖能力的全球卫星定位系统。现在,GPS与现代通信技术相结合,使得测定地球表面三维坐标的方法从静态发展到动态,从数据后处理发展到实时的定位与导航,极大地扩展了它的应用广度和深度。载波相位差分法GPS技术可以极大提高相对定位精度,在小范围内可以达到厘米级精度。此外,由于GPS测量技术对测点间的通视和几何图形等方面的要求比常规测量方法灵活、方便,已完全可以用来施测各种等级地控制网。GPS全站仪的发展在地形和土地测量以及各种工程、变形、地表沉陷监测中已经得到广泛应用,在精度、效率、成本等方面显示出巨大的优越性。

2 GPS的组成以及其用途

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。

2.1 空间部分——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。此外,还有4颗有源备份卫星在轨运行。卫星分布在地球的任何一个地方,任何时间都可观测到4颗以上的卫星,并能保持良好定位,解算精度的几何图像。

这就为监控地球外部的云层变化提供了方便,天气预报能更加及时、迅速地抓取到每一个时刻的天气变化,为人们的出行提供天气保障。GPS空间部分不仅仅为天气预报做准备,而且渗透在各个方面,人们对外太空的探索、了解地球等诸多方面都做出了不可限量的一部分。

2.2 地面控制部分——地面监控系统

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收机。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。

如此强大的地面监控系统为GPS定位做出了功不可没的贡献,当今世界GPS定位,深入在人们各个领域,腾讯QQ、微信、百度糯米等都应用了GPS技术,都依赖于其强大的技术为用户提供最便捷的服务。并且,人们也习惯了这样的推荐,爱上了这样的日子,好像手机知道自己去哪里,手机就是一个人工地图,再也不怕丢失在一个陌生的城市。

2.3 用户设备部分——GPS信号接收机

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,即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,各种类型的接收机体积越来越小,重量越来越轻,便于野外观测使用。

GPS信号接收机,使得在荒野的人们能找到自己的位置,对自己所处的地方进行大致的了解,这个为喜欢探险与未知地带的人们提供了方便,是户外探险必不可少的设备。同时,在军事方面,为士兵深入荒野作战提供了便捷等,它已经深入在全球各个领域。

3 GPS全球定位系统的应用前景

GPS全球定位系统的应用前景是无限的,而且会越来越好。无论是在人们的生活方面、国家的军事方面、天文方面、医疗方面等,其潜力是无可限量的。生活方面,百度地图、高德地图这些APP为人们进行导航,在陌生的地方寻求目标;驾车出游靠手机导航,寻求最近的路线,查看最新的路况,制定最佳的出行路线,近年来,汽车业的飞速发展,特别是私家车的日益普及,催生了GPS车载导航系统这一巨大市场;通过GPS确定对方的位置,让两个身处陌生地方的两个人能够确定对方的位置。军事方面,交战双方通过GPS对所在的地形进行了解,找到有利于本方的地理位置,找寻对方的根据地,深入敌方内部进行致命打击。天文学方面,了解未知的宇宙世界,对陌生的星球,通过GPS对星球的表面进行拍摄,通过拍摄到的图片让地球上的人对该星球进行探索。

4 结语

随着GPS技术的不断发展,未来,人们对GPS导航的需求已从最基本的行车导航、路口转弯提示等基础功能,向实时信息和增值服务等基于用户体验的功能转变。GPS卫星导航与无线通信技术相结合,如GPS接收机嵌入到手机移动电话、便携式PC、PDA和手表等通信、安全和消费类电子产品中,从根本上促进IT技术的整体发展,已成为未来GPS技术发展的一个重要方向。手机等智能设备与GPS的融合是未来的一个重要发展方向。目前,国内外手机生产厂商都表现出对手机与GPS融合趋势的普遍认同,包括诺基亚、三星、索爱、摩托罗拉都发布了支持GPS导航功能的最新手机产品。同时,手机生产厂商们也把进一步加强手机的GPS导航功能,作为未来展开竞争的一个砝码。

参考文献:

[1]刘基余. GPS卫星导航定位原理與方法[M].北京:科学出版社,2003.

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[4]贾金玲.微型计算机原理与接口技术课程设计指导[M].重庆:重庆大学出版社,2001.

[5]潘永雄.新编单片机原理与应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2003.

GPS接收模块性能测试探讨 篇4

那么决定GPS接收模块性能的关键指标有哪些?应该如何合理评估、测试和正确判断这些指标?

由于工作关系, 2007年6月, 本人在进行GPS接收模块选材时, 曾对几个品牌的同类产品做了大量的测试和对比, 本文将这段工作实践和相关数据总结如下:

1 关健指标的选定

影响G P S接收模块模块的性能指标有:冷启动精确定位时间、冷启动精确定位信噪比、 (丢星) 跟踪灵敏度、重捕获灵敏度、定位偏移量、抗干扰能力等等。其中冷启动、丢星、重捕获是GPS接收模块的基础性能。以下将讨论这三大性能的评估测试, 以供借鉴。

2 关健指标的评估与测试

指标一, 冷启动。

冷启动是指第一次启动G P S接收模块或关闭G P S接收模块移动了1 0 0 0 m以上开启。此时GPS接收模块内没有数据或数据已无效, 需要重新定位。冷启动的时间和信噪比评估是G P S接收模块性能最基本的指标, 也是用户感受最深刻影响其购买意愿的性能指标。

现实生活中的空旷地带, 例如草坪/广场, 是评估冷启动的最佳场所。

实验室评估测试方法为:由信号发生器模拟卫星信号, 由电脑读出GPS接收模块的接收灵敏度;通过信号发射强度模拟卫星信号强度的改变, 使GPS接收模块接收信噪比分别为50dB、40dB、30dB左右, 冷启动GPS接收模块, 通过对比冷启动定位时间和信噪比, 来评估GPS接收模块的响应状况;每次测试后将主板小电池放电, 以清除GPS内存储数据;最后对比冷启动定位时间和信噪比, 来评估GPS接收模块的响应状况。

测试数据如表1。

由测试数据可知:在强信号下B模块易罗的冷启动定位时间优于其他模块;相同信号强度下A模块M T K的冷启动定位时间优于其他模块, 信噪比中等;弱信号下, C模块Glonav的冷启动定位时间和信噪比都优于其他模块。

性能二, 丢星。

如手机一样, GPS产品也不可能持续工作在信号良好稳定的环境中, 客观的环境也会对GPS信号阻挡和衰减。当卫星信号微弱时会造成GPS产品失去精确定位甚至搜不到卫星信号, 这个状态俗称“丢星”。在使用中经常会发生弱信号状态, 例如车辆驶入高架下, 周边高楼林立, 若GPS产品一遭遇弱信号就丢星, 会给用户带来很大的不便。因此要求GPS接收模块在精确定位后, 即便卫星信号降低一定程度也要保持工作状态, 评估丢星性能的指标就是“跟踪灵敏度”。

现实生活中, 各高架路下的道路, 四周高楼林立的窄街道, 评估丢星性能的最佳场所。

实验室评估测试方法为:由信号发生器模拟卫星信号, 由电脑读出GPS接收模块的接收灵敏度;在信号较强时, 使GPS接收模块精确定位;逐次降低信号发生器的输出强度, 观察GPS接收模块精确定位的状况;持续降低信号强度, 使GPS接收模块完全丢星, 1颗卫星信号都搜索不到, 此时信号强度就是跟踪灵敏度。

测试数据如表2。

由测试数据可知:在丢星时, C模块Glonav的跟踪灵敏度性能优于其他模块。

3 性能三, 重捕获

丢星的情况在现实生活中经常发生, 例如车辆驶入隧道, 势必发生丢星现象。但当车辆驶出隧道, 卫星信号增强时GPS接收模块需要重新定位即重捕获, 这个过程要求快速和准确。否则每通过一次隧道GPS就要长时间和强信号重新定位, 会给用户带来很大的困扰甚至安全隐患。重捕获灵敏度就是考察重捕获性能的指标。

现实生活中长隧道或地下通道, 是评估重捕获性能的最佳场所。

实验室评估测试方法为:由信号发生器模拟卫星信号, 由电脑读出GPS接收模块的接收灵敏度;使得GPS保持丢星状态5分钟左右, 逐次提高信号强度, 找出GPS重捕获的信号强度。测试数据如表3。

由测试数据可知:在重捕获时, C模块Glonav的性能优于其他模块。

GPS车辆定位系统安装合同 篇5

甲方:红狮水泥股份有限公司买方合同号:

卖方合同号:

乙方:兰溪市黎明网络产品销售部签订地点:浙江·兰溪

签订时间:2010年1月25日

甲、乙双方经友好协商就红狮水泥股份有限公司车辆GPS定位管理系统安装的事宜达成如下合同条款,双方愿意共同严格遵守合同。

一、供货范围

1、电子地图

2、终端:中导SL6600C3、客户端软件

二、供货价格及贷款支付方式

1、供货价格

●终端单价:1200元/台

●服务费单价:420元/年台(包含120元移动通讯费)

●客户端软件及电子地图,赠送

2、本合同设备总价:单价×实际供货数量

3、付款方式:

3.1、终端设备:货到安装调试验收合格后凭4%普通发票付90%调试款,质保金10%,带负荷运行12个月付给或货到现场18个月,两者以先到为准。

3.2、服务费:凭4%普通发票一次性付清,服务期一年。

三、技术资料

1、安装时间:合同鉴定后一周内安装完毕。

2、乙方提供产品安装使用说明书、质保合格证书、备品备件清单。

3、乙方必须提交甲方一份完整的备件清单,列明在设备开始运转的头年中该设备需要的备件。在备件清单中,对于每一种部件,乙方都应列明部件的数量和部件的说明。甲方保留从乙方那里购买全部部件的权利。

四、设备质量检验标准

1、乙方所提供的专业设备,应符合国家电子行业的行业标准,所提供的通

用设备应符合国家及行业标准,企业标准及技术协议;甲乙双方应以其中较严格的标准和要求及技术协议进行检验。

2、在设备制造过程中,乙方不得擅自降低材料和附属设备质量标准及检验标准。

3、在终端设备调试好后,乙方应出示产品出厂前的检验,符合标准证书,但不作为设备的最终检验。

五、设备质量保证

1、系统功能

●车辆跟踪定位:实时性地对车辆的情况进行跟踪,双击车辆信息列表栏的车辆牌号,自动转到该车在地图上的位置。

●特定目标跟踪:可新建窗口或屏幕对待定的车辆进行实时监控,地图随车行漫游,并可选择是否同时显示轨迹。

●多屏幕显示:可同时对多个车辆进行单独跟踪定位分屏幕显示。

●实时更新数据:根据需要设置数据更新时间,最短可设置1秒一个数据。●用户权限设置:根据用户操作的情况不一样,可设置用户的使用权限。●查询车辆的信息:可以查看地图上看到的车辆信息,包括运行状态和车辆详细信息。

●车辆超速报警、超区域报警、超速报表和超速地理位置查询:根据需要查询相应车辆的超速信息,并可按设置时间段进行报表汇总。

●车载终端断电、GPS天线故障报警:出现人为中端电源或关闭电源等情况及GPS天线中断人为拆除等故障时,系统自动报警,确保实时监控。

●地图管理:可自绘管控地图(厂区地图);电子地图范围涵盖全国;google二维及三维地图的切换。(免费试用)

●所有报警信息必须及时转发至当车司机,设置语音报警。

2、终端设备硬件功能:

●终端设备车载产品此阿勇基本型,功能配置GPS卫星定位、GPS无线数据传输、输入输出控制接口、语音功能。

●车载产品符合通用的国家或行业标准,达到工业及设计要求。电源输入:DC8~36V兼容12V与24V车系;功耗:DC12V<110mA;待机≤45mA;有自动进入省电模式、电压极性保护和低电压保护、抗电源反接等功能;内置后备电池可待机4-6小时。

●车载设备的适应温度:-20℃~+70℃,存储温度:-25℃~+85℃,相对温度95%。

●GPS接收模块和GPRS模块应选择:西门子产品。

●定期发送最新的车辆运行状态信息,发送周期5~15秒(可调)。●车载终端的配置为主体单元(含GPS/GSMSMS/GPRS),显示单元、GPS和GSM天线和连接电缆等。

●GPS定位精度:≤5米。

六、违约责任

1、合同执行过程中,如果乙方实际安装进度严重不符或有其它严重违约情况,影响合同履行,甲方有权终止合同。

2、如果乙方未能按合同规定的时间、批次交货,或未能按合同规定提供服务,甲方可对乙方进行违约处罚,并可扣除单月服务费。

3、若乙方在收到甲方要求服务通知后24小时内未能作回复,甲方将从付款中扣除相应的款项(如甲方实际损失超过本条规定的,则按实际经济损失赔偿)。

4、甲方在实际使用过程中达不到技术指标要求的,经技术分析或鉴定属于乙方的质量责任,给甲方造成直接经济损失的,则按实际经济损失给甲方予以赔偿。

5、甲方不能按时支付合同规定的成交价格,乙方可对甲方进行违约处罚,罚款按每推迟一个月,罚款为合同总价的5%计算,直至甲方按合同规定付款为止。

七、现场技术服务

1、为保证售后服务,在合同有限期内乙方必须提供免费技术服务。●GPS终端免费保修一年,保修期内处于人为损坏、机械损坏、交通事故、自然灾害等非质量问题由甲方自行负责。

●甲方在使用过程中出现问题,乙方街道通知必须24小时之内派专业人员到场解决。

●软件版本升级与增强:所以软件每年免费升级,升级版本包括新的功能和特征、对已发现问题的修正及对新硬件平台的支持。

●电子地图更新与维护:电子地图每年进行免费数据更新维护。

●后期技术培训:乙方根据甲方用户的需求,在同一规划下免费提供技术培训,以提高甲方对系统的使用、维护水平。

八、合同生效及其它:

1、本合同经甲乙双方代表签字盖章后即生效。

2、合同一式六份,甲方执四份、乙方执三份。双方应严格遵守《合同法》的有关规定。

3、合同纠纷解决方式:如甲乙双方发生合同纠纷,双方协商解决。若协商不成,向甲方人民法院起诉、裁决。

4、合同期限:合同签订二年

5、发票接受人:徐建峰(手机:***)卖方

兰溪市黎明网络产品销售部 单位地址:兰溪市兰荫路41号

买方

浙江红狮水泥股份有限公司

单位地址:浙江省兰溪市灵洞乡东郊上

法定代表人:李明 委托代理人: 邮政编码:321100 电话:0579-88890990 传真:0579-88890990 开户银行:兰溪市建行

银行账号:33001676***43 税号: E-mail:

GPS定位模块 篇6

澳大利亚Locata公司的联合创始人兼CEO努齐奥·甘贝尔称:“对于未来的定位系统行业来说,这是最重要的技术之一。”

Locata使用了地面设备而非卫星,在局部区域来投射出比GPS强100万倍的无线电信号。该项目研究人员声称,Locata还可以在室内使用,其接收器能够被嵌于普通手机之中。

GPS在室内环境及大城市中的使用情况并不理想:高耸的混凝土建筑让接受信号变得困难,密集的道路和行人网络意味着准确性是个问题。对比之下,Locata已经拥有了在任何轴线上18cm的准确性,该系统采用地面广播设备取代卫星,向局部区域发射导航信号。其信号强度是GPS卫星信号的100万倍,理论定位精度可达6cm,Locata公司更声称在日后将把这一数字缩小到5cm,并使其具有快速启动能力。

但是,该技术目前仍处于初期阶段,想要取代GPS还需要一些时间和努力。但该技术还有可能会和GPS联合建立一个混合系统,把两者的优势结合在一起。

澳大利亚的Locata公司为美国空军研制的Locata网络定位系统在新墨西哥州白沙靶场进行了实地测试。测试结果表明该系统可在GPS拒止情况下满足军用导航定位需求。(本报综合)

GPS定位类业务 篇7

目前主要的GPS定位平台应用如下。

(1) 出租车、长途客车、货运车辆、物流车辆、交通管理等政府部门车辆、保险公司值勤车辆、公安交警值勤车辆、银行运钞车辆、邮政车辆、120急救车辆的监控调度指挥系统, 机关、企业、私人车辆的定位控制等。

(2) 小孩、老人、盲人、精神病患者等特定人士定位, 避免走失。

(3) 职能部门处置紧急突发事件, 对具体负责人行动小组进行远程监控调度管理。

(4) 军警演习操控调度指挥监控管理。

(5) 检调追踪, 公务车辆管理监控。

(6) 高科技安全防护紧急救援礼品。

(7) 私人侦探工具。

(8) 对毒犯进行跟踪。

(9) 自行车、电动车、摩托车防盗跟踪。

(10) 老鹰放飞路线跟踪。

(11) 运动员训练路线跟踪。

典型应用

一、厦门市掌上公交系统———厦门移动手机定位业务成为乘车族的新法宝

(一) 项目背景

随着国民经济的发展, 城市汽车拥有量的不断增加, 公众出行难已经成为各大中城市的普遍问题。为了缓解出行矛盾, 地方政府在完善、增加公交车辆及相关场站建设的同时, 也一直在寻找一种能有效提升公交运转效率的手段和方法。同时, 乘客也希望随时随地了解所关心的公交车的实际运行, 从而更好地规划自己的乘车时间。

2008年9月8日, 中国移动厦门分公司在厦门建成了全国首个TD (第三代移动通信TD-SCDMA) 无线城市 (见图1) 。此后, 厦门无线城市陆续推出了“掌上公交”、“掌上图书馆”、“市民健康系统”、“实时环境监测”、“实时路况”、“停车位查询”、“手机电子汽车票”、“移动千里眼”等788个应用。

(二) 项目内容

该项目是2010年6月由中国移动福建公司厦门分公司、厦门市公交集团和厦门搜谷科技公司联合开发的。用户只用手机就可以查询全市任意一条公交线路的途经站点以及途经某个站点的所有公交线路, 还可以查询所等待公交线路的实时位置信息, 以及距离所在车站的公里数。主要功能如下。

(1) 电子站牌模式:以乘车站为中心, 以手机电子站牌形式显示公交车离乘车站还有几站的实时数据, 并可显示该车途经站点的到站、离站的实时数据 (见图2) 。

输入“乘车站”和“目标站”, 查询经过乘车站到达目标站的不同班次的最近公交车, 并显示它们离乘车站还有几站的实时信息;同时, 也可以选择查看某辆公交的实时站牌信息, 小黄灯表示即将到达某站, 小红灯表示已经到达某站。

(2) 公交地图模式:以起始站点查询为中心, 查看经过该起始站点的公车信息、离该站最近一辆车的实时位置 (包括地图显示该车的实时地理位置;显示该车途经站点的到站、离站的实时数据两种模式) (见图3) 。实实点模向以

输入“乘车站”和“目标站”, 查询经过乘车站且到达目标站的不同班次的最近公交车, 并以地图形式显示它们的实时地理位置;同时, 可以打开目标车辆距离提醒功能, 设置目标车辆与你的位置距离小于某个数值时, 自动响铃提醒。

(3) 公交线路模式:以线路查询为中心, 查看该线路的某等车站的位置、离该站最近一辆车的实时位置 (包括地图显示该车的实时地理位置, 显示该车途经站点的到站、离站的实时数据两种模式) 。

输入查询的线路, 选择相应方向, 并选择要查询的乘车站, 将可以查询到该乘车站的地理位置、以公交地图形式显示该线路方向的距离乘车站最近的一班车的实时地理位置、以站牌形式显示该线路方向的距离乘车站最近的一班车的实时信息, 小黄灯表示即将到达某站, 小红灯表示已经到达某站;如车辆已经通过乘车站, 系统会自动将下一班最近的未过站公交车显示出来 (见图4) 。

用户选择某个站点后, 会出现查该站位置、查公交地图、查实时站牌三种查询方式。

查该站位置:该功能可以让用户查询该站点在地图上的地理位置。

查公交地图:该功能以地图形式显示此线路方向的距离乘车站最近的一班车的实时地理位置。

查实时站牌:以站牌形式显示该线路方向的距离乘车站最近的一班车的实时信息。

(三) 项目成效

2012年月均访问人次超过300万次, 2012年2月总访问人次达到3264416次。该服务可以让市民减少60%以上的等车时间, 乘车方式由“被动等待”转化为“主动预知”, 有助于乘客合理安排公交出行时间;可以协助乘客制定最佳公交出行路线, 并提供预约提醒服务, 显著提升了出行的便利性。以上服务有利于引导更多的市民选择公共交通工具出行, 对城市“畅通工程”具有一定的积极意义, 体现出良好的绿色环保理念。

由于其实用性、易用性等特点, 项目投用至今仅靠口碑营销就累积了庞大的用户群, 是一项改变了厦门市民生活的民生应用。

二、卫星导航定位综合服务系统———福建电信卫星定位服务撑起车辆安全“保护伞”

(一) 项目背景

随着社会经济持续高速增长, 人们生活质量的提高, GPS服务已逐步应用到车载定位、私人旅游、野外考察中。此外, 航空、海路、铁路、建筑、电信、电力等方面的应用也有很大的发展空间。为此, 福建电信导航定位分公司在2005年6月适时推出卫星导航定位综合服务平台。

(二) 项目内容

该平台将GPS (全球定位系统) 技术、GIS (地理信息系统) 技术和天翼网络相结合, 通过卫星定位、卫星辅助定位, 利用天翼无线传输通道, 将定位终端上的位置信息传送到监控中心, 运用GIS的图形化管理查询功能对车辆进行实时监控、应急救援、调度、安防、管理等信息服务业务。由于集合了卫星导航定位技术、地理信息技术、通信和网络技术的移动位置服务, 该平台已经成为最具发展潜力的移动增值业务。系统具有以下功能。

1.定位查询功能。GPS车载终端在接收到卫星发射的精确的位置、速度、运行方向、时间等信号后, 都能将信息传递给监控中心并显示在电子地图上, 在车辆列表展现用户车辆的所有数据, 包括车牌号、所属公司、车速、车向、经度坐标、纬度坐标、车辆状态、车台电话、车辆所在位置等。

2.实时监控功能。监控中心能通过定位平台实时监控定位目标, 可以打开4个窗口对不同的定位目标进行跟踪, 在中心电子地图上详细地记录被跟踪车辆的行驶路线, 以便管理人员实时查询。

3.行驶轨迹储存/回放功能。系统可将被监控和调度车辆的运行轨迹自动记录下来 (目前为100天) , 并能重复播放, 给用户提供事后分析的功能, 为案情分析或处理纠纷提供可靠的证据。

4.拍照监控功能。监控中心可以设置自动或手动对车辆进行拍照, 终端会自动将照片传回监控中心。触发拍照的条件有多种, 包括紧急报警拍照、空/重车拍照、开关车门拍照、开关油箱拍照、倾倒货物拍照等, 便于用户对各种情况进行查看。

5.中文信息调度功能。司机能通过通信手柄接收/发送固定短消息, 接收中心的调度内容和回答中心的内容, 中心可对司机随时随地进行调度管理。

6.对话调度功能。调度中心可随时随地同司机进行对话调度, 通话手柄能查询打出/打入电话号码、重拨电话, 进入/解除警戒防盗。

7.车辆报警功能。当车辆进入或超出设定的行驶区域时, 监控中心立即弹出报警信息, 并把报警车辆的位置、行驶情况显示在中心电子地图上, 有利于车主或中心及时对车辆进行调度管理。当车辆超出已设定的固定路线或进入事故多发路段时, 监控中心立即弹出报警信息, 并把报警车辆的位置、行驶情况显示在中心电子地图上, 有利于车主或中心及时对车辆进行调度管理。当车辆行驶速度低于或超出预先设定的行驶速度时, 系统自动向中心报警, 并显示车辆的位置、行驶速度、方向、时间的具体情况。报警数据将自动存储在系统数据库里, 以便对司机进行考核。当车辆在某地停留超过监控中心设置的时间长度时, 系统自动向中心报警, 并显示车辆的位置、行驶速度、方向、时间的具体情况。报警数据将自动存储在系统数据库里, 以便对司机进行考核, 提高司机的工作效率。当集装箱车辆或其他车辆后车门被打开时或关闭时, GPS车载终端自动向中心报警登记并存入数据库。

8.行业特色功能。出租车电召车的乘客, 拨打服务中心热线电话, 接线员立即在系统中调出所有在乘客附近的空驶出租车, 并向他们发出信息, 出租车司机按下车载终端的确认键, 并与乘客直接对话, 确定具体位置, 在接到乘客时司机通过终端向中心发出确认接到乘客的指令。这项功能降低了空驶率, “遛”空车的时候少了, 既能省油, 又能多载客。系统能将车辆每天的油耗、加油时间、油量突然减少的情况用曲线和报表的方式展现给用户, 让用户可以对车上的油量进行实时监控。当车厢的温度超过系统设置的温度范围时, GPS车载终端就会上报报警信息到监控中心。移动目标位置在没有无线通信信号的情况下, GPS车载终端会自动存储定位信息, 一旦进入有无线通信条件区域, 终端会立即将存储的位置信息上传平台中心。

9.防劫防盗功能。当发生抢车、抢劫, 交通事故、车辆故障或其他突发意外时, 车主可按下红色的紧急按钮或遥控器紧急报警按钮, GPS车载终端将立即向监控中心报警, 报警车辆的位置、行驶情况会详细显示在中心电子地图上, 并有紧急报警声音提醒监控人员及时处理。监控中心接到紧急报警后, 发出远程遥控熄火锁车命令, 强制车辆停车, 防止歹徒驾车逃跑。发生抢车、抢劫后, 监控中心启动车内监听装置, 监听车内的一切对话, 有利于提供给公安部门判断警情和确认劫匪。

10.报表统计功能。系统能将车辆每时、每天、每月、每年行驶的里程向中心实时汇报并且存入数据库。可查询所选车辆在所选时间段内超速的具体时间、地点、速度等具体信息, 以报表形式查询所选车辆在所选时间段内超速行驶的具体记录。查询所选车辆在所选时间段内停车开始时间、结束时间、停车时间长度、停车地点等信息, 以报表形式查询所选车辆在所选时间段内停车的具体信息。查询所选车辆在所选时间段内司机开油箱开始时间、结束时间、行驶里程数等信息, 以报表形式查询所选车辆在所选时间段内开油箱的具体信息。

(三) 项目成效

“卫星导航定位综合服务系统”在推进“数字福建”陆上车辆管理与安全信息化建设中取得了重要成果, 荣获福建省政府、福建省通信管理局共同颁发的“福建省十大信息通信应用成果奖” (见图1) 。

该系统已运营7年, 目前已有在线车辆数万辆, 跨军队、物流、出租车、长途客运、船舶等多个系统和行业。系统通过对车辆的监督、管理和调度, 实现企业对车辆及司机的自动化、电子化、精确化和高效化管理。

1.追踪车辆和货物的位置, 有效地防治了三超 (超速、超载、司机疲劳驾驶) 、三私 (私自组客、私收票款、私拉乱运) , 保障了人员、车辆和货物的安全。

2.实现车辆科学调度, 降低车辆空载率、油耗成本, 提高运输效率、资源利用率和服务质量, 为企业降低运营成本, 提高企业的竞争力、整体形象和管理水平。

3.有效遏制公车私用, 节约公车使用成本, 对消防车辆、抢救车辆等进行准确定位、实时监控、高效调度, 在很大程度上降低了火灾及人民的损失, 保障了人民生命和财产的安全。

4.该系统已成功对接省交通厅, 根据省厅的标准规范各类运营车辆的运营, 有效地加强管理部门对车辆的管理力度。

GPS定位模块 篇8

1 GPS定位原理

GPS全球定位系统主要有三大组成部分, 即空间星座部分、地面监控部分和用户设备部分。其中GPS空间星座部分、地面临控部分均为美国所控制, 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。

按目前的方案, 全球定位系统的空间部分使用24颗高度约2.02万km的卫星组成卫星星座。21+3颗卫星均为近圆形轨道, 运行周期约为11h58min, 分布在6个轨道面上 (每轨道面四颗) , 轨道倾角为55°。卫星的分布使得在全球的任何地方, 任何时间都可观测到四颗以上的卫星, 并能保持良好定位解算精度的几何图形 (DOP) 。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。GPS的基本定位原理是:卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息, 用户接收到这些信息后, 经过计算求出接收机的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息。

由于含有接收机卫星钟的误差及大气传播误差, GPS接收机对码的量测就可得到卫星到接收机的距离, 故称为伪距。对CA (Coarse-Acquisition, 粗捕获码, 即民用码) 码测得的伪距称为CA码伪距, 精度约为24m左右, 对P (Precise Code, 精密码即军用码) 码测得的伪距称为P码伪距, 精度约为2m左右。

2 GPS通信格式

目前, 几乎所有的GPS厂商都遵循美国国家海洋电子协会 (NationalMarine Ele ctronics As s ociation) 制定的NMEA-0183V20通信标准格式。GPS接收机的输出语句按照串行通信协议, 数据格式为8个数据位、1个起始位、一个停止位和无奇偶校验位。

这种通信标准格式语句达数十种之多, 各种数据句型均以“$”开头, 数据主要由帧头、帧尾和帧内数据组成。根据数据帧的不同, 帧头也不相同, 主要有:

$GPGGA (GGA-GlobalPos itioning Sys te m FixData) ;

$GPGLL (Ge ographic Pos ition-Latitude/Longitude) ;

$GPGSA (GPS DOP and active s ate llite s) ;

$GPGSV (State llite s in vie w) ;

$GPRMC (Re com m e nde d Minim um Navigation Inform ation) ;

$GPVTG (Trackm ade good and Ground s pe e d)

其中$GPRMC是GPS推荐的最短数据, 其数据帧格式为:$GPRMC, <1>, <2>, <3>, <4>, <5>, <6>, <7>, <8>, <9>, <10>, <11>, 。数据帧中, 帧头标识了后续帧内数据的组成结构, 各帧均以作为帧尾标识一帧的结束, 帧内数据之间以逗号隔开, 其中代表回车控制符, 代表换行控制符。输出的句型可以根据用户需要进行选择。

3 定位数据的提取

在通常的应用中, 一般为GPS接收机分配一个COM串口进行数据传输, 而对于无线通信设备接口而言, 也可以为其指定一个虚拟的串口进行通信。接收机只要处于工作状态就会源源不断地把接收并计算出的GPS导航定位信息通过串口传送到计算机中。从串口接收数据并将其放置于缓存, 在没有进一步处理之前缓存中是一长串字节流, 这些信息在没有经过分类提取之前是无法加以利用的。因此, 必须通过程序将各个字段的信息从缓存字节流中提取出来, 将其转化成有实际意义的, 可供高层决策使用的定位信息数据。同其它通信协议类似, 根据帧结构可完成对各GPS定位信息的提取。

相对于GPS数据处理, 计算机和GPS的通信要慢得多, 而且和GPS的通信还有可能要阻塞, 有时计算机还需要和多台GPS通信, 所以如果应用程序写成单线程的话, 是很不理想的选择。写多线程的程序主要是给GPS通信的读和写分别开一个线程。

同时为了充分发挥GPS定位功能, 拓展GPS应用范围, 需要尽可能的提高GPS定位精度。卡尔曼滤波是一种最优化自回归数据处理算法, 它通过不断预测、修正递推过程, 可随时计算最新的滤波值, 便于实时处理观测数据, 提供了一种最优估计值。因此, 卡尔曼滤波被应用于包括GPS定位在内的广泛领域。在提取定位数据进行应用之前, 使用卡尔曼滤波器对粗差值进行剔除可以有效提高定位精度, 改善实用性。

4 结语

GPS系统目前已广泛应用到社会的各个领域。本文对GPS全球定位系统的定位导航信息的接收和参数数据的提取进行了讨论。通过本文的方法, 可以将GPS定位导航信息从GPS接收机完整接收, 通过对定位参数的提取可将其应用于其他高层应用决策如各种GIS、RS系统等。

摘要:当前GPS的应用越来越广泛, 而从GPS接收机中提取定位数据则是实现其实时定位的首要任务。本文即介绍了GPS数据通信格式以及GPS接收机中定位数据的提取方法。

关键词:GPS通信格式,定位数据,GPS定位原理

参考文献

[1]李宗标.用VC++6.0开发计算机与GPS通信的应用程序[J].计算机工程, 2001.

[2]何香玲等.GPS通信的NEMA协议及定位数据的提取[J].计算机应用与软件, 2004.

[3]张忆等.基于卡尔曼滤波的车载GPS定位研究[J].电脑知识与技术, 2009.

GPS定位技术及其应用 篇9

卫星定位是利用已知卫星的精确位置坐标和距离确定目标的位置的方法。GPS是利用导航卫星进行测距、测速和定时,为全球范围内海陆空各用户提供高精度三维位置和时间信息的空间无线电导航系统。由于卫星发送的信号精度、编码方法和传输制式等参数对定位精度有巨大影响,尤其在军事领域,为防止受制于人,各个有能力的科技强国,纷纷发射自己的卫星,建立自己的卫星导航系统。目前,全球主要的卫星导航系统有美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧洲伽利略、中国北斗星系统,GPS系统得到了广泛应用。

1.1 卫星导航系统的组成

卫星导航系统由三部分组成:空间部分、地面控制部分、用户部分。空间部分由24颗卫星组成;地面部分由地面跟踪站组成,主要任务跟踪、调控卫星、注入修正参数。用户部分由接收机、数据处理软件及相应的用户设备组成。接收卫星发送的信号,利用信号进行导航定位工作。

1.2 定位原理和方法

定位方法有多种,经常使用的有多点交会法。按接收方式分为主动式和被动式。按测量方法分为距离交会和方位交会。

1.2.1 主动距离交会式

不需要目标知道,由卫星主动完成。

(1)单颗卫星通过激光测距方法,通常可测出目标距离和方位。其最大优点是单点测距,一个站即可实现定位。

(2)在同一时间由不同地点的卫星对目标进行激光测距,根据测得的距离交会,交点即为目标位置。存在的问题:激光测距是通过测定发射与接收激光的时间差,实现测距,需要发射功率大,而反射信号随目标形状变化,信号弱、易受干扰,目标周围其他物体产生的杂波难以分辨、不易滤除。

1.2.2 主动方位交会式

利用两颗卫星,如图1,测出

1.2.3 主动定位法

同一时间只能测一个目标,卫星资源浪费大,通常用于特殊目的,如军事、制导等。

1.2.4 被动式定位法

利用卫星广播发送信号,目标自带接收机实现定位法。此法广泛用于民用场合,GPS正是这一方法。

2 GPS工作原理和定位

GPS采用交互定位原理。已知几个点的距离,则可求出未知点所处的位置。对GPS而言,已知点是空间卫星,未知点是地面某一目标。卫星的距离由卫星信号传播时间来测定,将传播时间乘以光速可求出距离为:S=ct(c为光速,t为传输时间)。

GPS系统由24颗距地球表面约2万km的卫星组成,其中21颗用于导航,3颗用于备用,1995年4月达到全运行状态。每个卫星发射导航定位信息,该信息包括卫星ID编码、卫星运行轨道信息、卫星钟修正数、以及其他一些系统参数。GPS接收机利用此信息计算某一时刻卫星位置,测出时间差,从而确定用户位置。导航信息通常被称为广播星历。一个GPS接收机同时接收4颗卫星,就可以解算出径、纬度和高度。

基本的问题是要求卫星和接收机具有精确的时钟,要求卫星和接收机之间的同步精度达到纳秒级,通常很难做到。卫星数量少,政府动用国家资源,可高成本投入,采用高精度的原子钟,误差极小。而接收机数量大、成本小,一般采用石英钟,会产生较大的误差。

(1)直接定位法:根据接收机到不同卫星的距离求出接收机位置S1=c(T-T1)S2=c(T-T2)S3=c(T-T3)

式中:S1-到1#卫星距离;S2-到2#卫星距离;S3-到3#卫星距离;T-卫星信号发送时间;T1-接收到1#卫星信号的时间;T2-接收到2#卫星信号的时间;T3-接收到3#卫星信号的时间;c-光速30万km/s;

(2)差分定位法:直接定位法,主要的问题是用户接收机的时间精度是有限的,由于电磁波速度30万km/s,而时间上的微小误差就会导致测量距离精度巨大的误差。由于用户接收机受成本、体积的限制,通常采用石英晶体作为振荡源的定时系统,其特点是时间累积误差较大,但在短期内基本保持不变,时间误差率可达10-9,因此根据这一特性,人们可采用差分定位法消除误差。从而使廉价的接收机也可获得高精度的数据。卫星导航信息的内容主要包括:信息发布的天文时间、卫星的精确坐标和按照规定格式发布的同步信号。接收机在同步信号的最后一个脉冲,读取时间、坐标信息并存储,经过以下计算,求得结果。

式中:S1-目标到1#卫星距离;S2-目标到2#卫星距离;S3-目标到3#卫星距离;T-卫星信号发送时间;T1-接收机收到1#卫星信号的时间;T2-接收机收到2#卫星信号的时间;T3-接收机收到3#卫星信号的时间;c-光速300000km/s;Δt-接收机时间误差。

这里要注意S1、S2、S3由于接收机的时间误差,其实是具有较大误差的距离参数。但距离差S1-S2和S1-S3是克服了时间系统误差的参数,误差精度可达10-9。cΔt-为系统误差;通过距离差运算,可将系统误差消除。

以平面图为例:

式中:A、B为实测值,假定为常数。

设接收机坐标为x,y。卫星坐标分别为:(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3)。

则有:

公式(4)和(5)分别为双曲线方程。解该方程组,可求出x,y值。

随着科技的发展,这种复杂的数学运算,由嵌入接收机的计算机完成已不是难事。计算机根据多颗卫星发送的参数,经过多次运算,优化组合,去伪存真,最终给出最佳结果。

3 AGPS系统

GPS定位系统,接收机在同一地点需要观测到4颗卫星,在条件受限的情况下如立交桥下、建筑物内不易实现。同时由于卫星能源有限,发射功率不大。接收机距离卫星很远,需要很高的灵敏度,接收机的功率消耗较大。

利用卫星导航原理,在地面建立若干基准站,由基准站发射导航信号,接收机根据不同基准站信号时间差和基准站位置参数,即可求出自己的坐标(网络辅助GPS定位系统)。由于接收机离基准站较近,所需发射、接收功率比较小,接收机体积可以做得很小,待机时间很长。主要的问题是,需要建立许多基准站,才能覆盖大部分面积。这就需要大量的投资。目前,GSM移动电话蜂窝站,已遍布全球,可以利用现有的蜂窝站建成导航基准站,只是在现有的设备基础上,适当增加功能,实现起来十分容易。接收机亦可嵌入GSM移动手机内,实现一机多能。

利用卫星导航和基准站导航混合型,可减少地形、地貌的影响实现较准确定位。

4 应用

由于GPS定位系统是广播发送,用户接收机数量不受限制。同一时间可多个用户使用,互不影响。发送的信息免费使用,且其用途广泛,因此在医疗救助、防盗、科考探险、航海、旅游、结合电子地图GIS实现汽车导航、地质勘查、安全保卫等国民生活中得到大量的应用。

4.1 医疗救助

据联合国统计,世界人口已突破67亿,其中60岁以上的老年人已超过6.7亿。这些人自助能力差,已成为社会的一个问题。随着技术进步,给这些弱势群体配备GPS定位系统设备,在突发事件发生时,可发现情况、确定方位,以便得到及时救助。

4.2 安全保卫

世界各国要人,往往是恐怖袭击的主要目标,为此安全保卫人员能够实时跟踪重要对象,才能及时部署保卫措施,做到万无一失。在奥运会、洲运会、世博会、高峰论坛等大型聚会场所,各国首脑、政要目标多、级别高。国家保卫部门可在其交通工具上安装GPS,随时了解动向,预研、预判,及时安排警力。

4.3 武器制导

通常将目标坐标输入弹上计算机,导弹在飞行中根据卫星定位系统不断修正运行轨迹,以使其准确到达目标坐标,引爆弹头。目标坐标的获取,可采用敌后侦察、地图定位、激光测距等手段。对一些重要建筑物、机场、发射场等很容易获取其坐标。而对于一些临时出现的目标、移动目标,可采用观察所测定法,先由GPS定位装置确定观察所坐标,然后通过观察所激光测距仪,测出距离、方位,从而推算出目标坐标。

参考文献

[1]中国咨询投资网.中国GPS导航市场分析[DL]

刍议手机GPS定位建模 篇10

时间序列分析理论中规定趋势项{Xt}、周期项{Pt}和随即项{Rt}共同组成GPS定位误差序列{Zt}。即:

其中, {Xt}为趋势项, 表征着{Zt}在相当长的一段时间内表现出来的缓慢变化;{Pt}为周期项, 对{Zt}的间断相似性的表征;{Rt}为随机项, 表征着{Zt}受到其他因素影响的情况。

该模型首先将定位误差序列进行分解, 然后对各部分进行模型预测, 最后将预测结果进行线性叠加得到符合时间序列的组合预测模型。这一模型相较于单独运用某一时间序列预测模型而言, 能够有效提高数据变化的稳定度和结果的准确度, 从而提高手机GPS定位准确度, 降低手机GPS定位误差。

2模型具体实现

2.1趋势项提取

在模型建立过程中, 趋势项提取是最为关键的一步。本文主要采用多点平均方法来进行趋势项的提取工作, 这是一种全新的趋势项提取方法, 主要步骤如下:

(1) 将序列{Zt}进行分段 (相邻的各段之间可以部分重叠, 也可采用加权平均) , 每段的样本值个数为r (r通常占数据总量的1/10、1/20或1/50等) ;然后对每段数据进行均值计算:

2.2周期项分析

(1) 首先根据序列{Pt}采用样本周期图计算得:

3算法仿真与结果分析

3.1数据采集和预处理

数据采集运用的是多通道GPS接收机, 设定采样周期为1秒, 对同一点进行多次数据采集, 并将统计结果列于表1。数据采集后需要进行预处理, 本文采用的是杜奇的异常点剔除法, 首先对每次采样的数据进行预处理, 然后计算同一点多次采样的均值, 最后将多个均值再进行平均, 得到最终的均值也就是估计值。

3.2仿真结果与分析

本文通过对第7组数据进行建模来验证本文提出的建模方法是否有效、可行。通过对第7组数据进行建模, 得到定位误差序列并画出前300点的曲线。按照新的建模方法将前290个数据当作是样本, 来确定模型的参数, 依据模型得到后续的10个数据, 即第291-300个数据, 预测曲线体如图1所示。

图1为真实数据和预测数据的第291-300个数据的曲线图。由图可知, 本文提出的组合模型拥有较高的预测精度, 能够较为精确的进行预测工作, 同时该模型能够充分发挥三种建模方法的特点, 在SRE、MSE和RMSE三项短期预测评价指标上都比单一的时间序列模型要精确。另一方面, 该建模方法避免了分析前提的设定, 因此适应范围广。

4结论

本文主要是针对手机GPS定位误差序列建模的方式进行研究和改进, 提出一种新的建模方法并建立定位误差序列的组合预测模型。通过对模型的检验, 验证了模型的可行性和准确度。该模型充分融合了基本建模方法的特点, 形成能够有效改善定位误差序列预测精确度和提高数据变化稳定度的新型组合预测模型, 相信该模型定会有广阔的应用空间和较强的发展潜力。

摘要:当前的手机GPS定位存在一定误差, 这与手机GPS定位的建模有很大关系。笔者通过对多点平均方法、样本周期图和时间序列分析理论进行剖析和研究, 运用一种新的建模方法形成能够预测手机GPS定位误差的模型, 期望为手机GPS定位的误差问题的解决提供一定技术支撑。

关键词:定位误差,分析,建模

参考文献

基于单片机的GPS定位显示系统 篇11

关键词:GPS;单片机;OEM板;串行通信

1引言

GPS(GIobal Positioning System)全球定位系统自20世纪90年代向全世界免费开放以来,它以全球覆盖、全天候、连续实时提供高精度的三维位置、三维速度和时间信息的能力,很好地解决了人类导航和定位问题。

2GPs25-Lvs接收板特点、工作原理及数据输出

GPS25-LVS系列OEM板采用单一5V供电,内置保护电池,RS232、TTL两种电平自动输出NMEA 0183 2.0格式(ASCII字符型)语句。GPS25-LVS接收板主要由变频器、信号通道、存储器、中央处理器和输入输出接口构成。它接收天线获取的卫星信号,经过变频、放大、滤波、相关、混频等一系列处理,可以实现对天线视界内卫星的跟踪、锁定和测量。在获取了卫星的位置信息和测算出卫星信号传播时间之后,就可计算出当前天线位置。输出定位、导航、定时及其他数据。

GPS25-LVS的数据输出通常使用的格式是NMEA 0183格式,数据代码为ASCII码字符,通信波特率默认值为4800,1个起始位,8个数据位,1个停止位,无奇偶校验。在本系统中采用的语句是GPGGA格式。

3采集GPs定位信息的单片机系统设计

本文提出使用常见的A789S52型单片机作为处理器,利用Ak89S52单片机的串行接口接收GPS25-LVS型GPS OEM板输出的NMEA0183语句数据,并通过软件方法筛选出其中有用的定位数据,最后通过单片机的并行接口输出至RTl602C型通用液晶显示模块显示的方案。

3.1硬件设计

硬件部分主要由GPS25-LVS接收板、AT89S52单片机、RTl602C字符型液晶显示器等部分组成。AT89S52单片机与MCS-51单片机产品兼容,8K字节系统可编程Flash存储器、结构简单、功能丰富、性价比高。1602字符型液晶,它使用方便,能直接与单片机连接,通过指令编程来实现对数据的读写操作。在R71602C液晶显示器电路中,VO通过电位器调整对比度。AT89S52单片机的串行口采用TTL电平,而GPS25-LVS的接口引脚5 RXDl和引脚4TXDl也采用TI-L电平传输串行数据,所以GPS25-LVS的接口引脚5和引脚4可分别直接与单片机的TXD和RXD引脚相连,无需电平转换。在基于单片机采集与显示GPS定位信息系统的设计中,使用11.059 2MHz的标准石英晶振。基于单片机的GPS定位显示系统电路原理图如下:

3.2软件设计方案

本系统软件由4个模块组成。分别是系统初始化模块;信号接收与处理模块;数据显示模块;延时模块。

系统初始化模块:在用户对设备加电时,对单片机的硬件端口做初始化操作;对GPS OEM板初始化;对液晶显示模块做初始化操作:设置显示模式为16字×2行;将定位数据指针指向80H,即屏幕第0行第1列;显示屏清屏;开显示屏和设置光标;显示光标移动设置。

信号接收与处理模块:该模块的功能是使单片机的串口接收从GPS OEM板发送来的GPS定位数据,做如下操作:判断接收的字符是否是“$”字符;如果是则将记录标志位置1;然后再接收信息内容,在收到“*”字符ASCII码后再接收两个字节结束接收,然后根据语句标识区分出信息类别以对收到ASCl0码进行处理显示。

数据显示模块:负责将有用的定位信息数据显示在指定位置。

延时模块:设置对单片机的更新时间为8秒。

4结束语

GPS全球定位系统的应用 篇12

一、GPS构成与原理

1. GPS构成。GPS主要由空间卫星星座、地面监控站及用户设备3部分构成。

(1) 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20 200km, 运行周期为11h58min。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。在地球上的任何地点、任何时刻, 只要高度角在15°以上, 都可平均同时观测到6颗卫星, 最多可观测到9颗。

(2) GPS地面监控站主要由分布在全球的1个主控站、3个注入站和5个监测站组成。

(3) 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。

2. GPS定位原理。

GPS定位是根据测量中的距离交会定点原理实现的。如, 在待测点Q设置GPS接收机, 在某一时刻同时接收到3颗 (或3颗以上) 卫星S1、S2、S3所发出的信号, 通过数据处理和计算, 可求得该时刻接收机天线中心 (测站点) 至卫星的距离p1、p2、p3。根据卫星星历可查到该时3颗卫星的三维坐标 (Xj, Yj, Zj) , j=1, 2, 3, 从而解算出Q点的三维坐标 (X, Y, Z) 。

二、GPS测量的特点

GPS系统具有高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等特点。

1. 定位精度高。

实践证明, GPS相对定位精度在50km以内可达10-6, 100~500km可达10-7, 1 000km可达10-9。在300~1 500m工程精密定位中, 1小时以上观测的解其平面位置误差小于1mm, 与ME-5000电磁波测距仪测定的边长比较, 其边长较差最大为0.5mm, 校差中误差为0.3mm。

2. 观测时间短。

随着GPS系统的不断完善, 软件的不断更新, 目前, 20km以内快速静态相对定位, 仅需15~20min;RTK测量时, 当每个流动站与参考站相距在15km以内时, 流动站观测时间只需1~2min。

3. 测站间无须通视。

GPS测量不要求测站之间互相通视, 只需测站上空开阔即可, 因此可节省大量造标费用。由于无需点间通视, 点位位置根据需要, 可稀可密, 使选点工作甚为灵活, 也可省去经典大地网中的传算点、过渡点的测量工作。

4. 可提供三维坐标。

经典大地测量对平面与高程采用不同方法分别施测。GPS可同时精确测定测站点的三维坐标 (平面+大地高) 。目前, 通过局部大地水准面精化, GPS水准可满足四等水准测量的精度。

5. 操作简便。

随着GPS接收机不断改进, 自动化程度越来越高, 有的已达到“傻瓜化”的程度。接收机的体积越来越小, 重量越来越轻, 极大地减轻测量工作者的工作紧张程度和劳动强度。

6. 全天候作业。目前GPS观测可在24h之内的任何时间进行, 不受阴天、黑夜、起雾、刮风、雨雪等气候的影响。

7. 功能多、应用广。

GPS系统不仅可用于测量、导航, 精密工程的变形监测, 还可用于测速、测时。测速的精度可达0.1m/s, 测时的精度优于0.2ns, 其应用领域也在不断扩大。当初, 设计GPS系统的主要目的是用于导航、收集情报等军事目的。但是后来的应用开发表明, GPS系统不仅能够达到上述目的, 而且用GPS卫星发来的导航定位信号能够进行厘米级甚至毫米级精度的静态相对定位, 米级至亚米级精度的动态定位, 亚米级至厘米级精度的速度测量和毫微秒级精度的时间测量。因此, GPS系统展现了极其广阔的应用前景。

三、GPS的应用

1. 导航作用。

GPS主要是为船舶、汽车、飞机等运动物体进行定位导航。例如, 为船舶远洋导航和进港引水;飞机航路引导和进场降落;汽车自主导航;地面车辆跟踪和城市智能交通管理;紧急救生;个人旅游及野外探险;个人通讯终端 (与手机, PDA, 电子地图等集成一体) 。

2. 授时校频作用。

每个GPS卫星上都装有銫原子钟作星载钟;GPS全部卫星与地面测控站构成一个闭环的自动修正系统;采用协调世界时为参考基准。为了得到精密的GPS时间, 一般使它的准确度达到小于100ns, 对特殊用途可以提供授时服务。

当前精密的GPS时间同步技术可以实用10-10-10-11 s的同步精度。这一精度可以用于国际上重要时间和相关物理实验室的原子钟之间的时间传递。利用它可以在地球上不同区域较远的距离 (数千公里) 的实验室上利用各种精密仪器设备对太空的天体、运动目标进行同步观测, 如脉冲星、行星际飞行探测器等进行同步观测, 以确定它们的太空位置、物理现象和状态的某些变化。

3. 高精度测量应用。

高精度测量主要包括各种等级的大地测量、控制测量;道路和各种线路放样;水下地形测量;地壳形变测量、大坝和大型建筑物变形监测;GIS数据动态更新;工程机械 (轮胎吊, 推土机等) 控制;精细农业测量等。

四、GPS的发展趋势

GPS未来将在工程应用中更加普及, 比如矿山测量、交通土建选线、城市建设等。但是, 由于GPS布设价格昂贵, 所以不会被大范围应用到一般的土建和交通建设中, 只是作为提供控制用。例如在工程建设开始阶段, 交付几个GPS控制点, 作为导线和三角网的基线, 由它们向外扩展, 用全站仪引出加密点或是作为静态的GPS基线, 配合RTK来进行动态图籍测绘。但是在90年代以后, 平面控制测量基本都被GPS取代。

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