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远距离激光夜视监控系统

远距离激光夜视监控系统
GPS车载定位系统介绍
一、配置  主机(GSM型)1台,继电器控制线1根,GSM天线一根,GPS天线一根。
二、产品功能  定位查询,防拆报警,遥控熄火,追踪(连接定位),越界报警,防劫报警。  
1.定位查询功能  GPS接收到卫星发射精确的位置、速度、运行方向、时间等信号后,在任何报警或收到中心的查询命令后都能将信息传递给监控中心。  
2.PS天线开路报警  当GPS天线被剪断或开路,GPS车载终端立即向监控中心报警。  
3.GPS天线恢复上报  当GPS天线被恢复后,GPS车载终端立即向监控中心发出GPS天线恢复信息。  
4.防拆报警  当GPS车载终端电源线被剪断或开路时,GPS车载终端立即启动后备电源向监控中心报警。  
5.电源恢复正常上报  当GPS车载终端电源恢复正常后,GPS车载终端立即向监控中心发出电源恢复信息。  
6.遥控熄火锁车  监控中心发出“遥控熄火锁车”命令后,GPS车载终端收到该命令后,将强制车辆熄火停车,并向监控中心发出回应信息。 7.恢复行驶  监控中心在确保车主安全的条件下,发出恢复车辆行驶命令后,GPS车载终端将车辆马上恢复正常,并向监控中心发出回应信息。  
8.设置控制中心号码  控制中心收发短信命令的GSM手机号码可通过监控中心发“设置控制中心号码”命令修改,设置控制中心号码修改成功后,控制中心所有命令将通过该号码收发。  
9.安装成功上报  GPS车载终端于车上安装好后,拨动GPS车载终端板上的S201拨动开关置ON,将向控制中心发出安装成功信息。  
10.追踪(连续定位)  控制中心发送连续定位指令终端,终端收到指令后,根据设定(每隔10~9999秒)向中心发送定位信息。  
11.追踪(连续定位)关闭  控制中心发送连续定位关闭指令终端,终端收到指令后,停止连续定位。  
12.越界报警  控制中心发送越界报警指令到终端,终端收到指令后,一旦超出所设置的区域,终端立即向中心发送报警定位信息。该命令除了终端应答外,还有当越界时每隔大约20秒向中心发送信息,直到回到界内或关闭越界报警。  
13.关闭越界报警  控制中心发送关闭越界报警指令到终端,终端收到指令后,停止向中心发送报警定位信息。
三、性能指标  
(1)工作温度:-20°C~70°C;放置温度:-40°C~85°C。  
(2)工作湿度:≤95%。  
(3)电源电压:12V,24V直流。  
(4)通讯卡(SIM)内置。  
(5)外观螺丝用密封胶密封。  
(6)外观尺寸:≤11cm*7cm*4.5cm。  
(7)震动环境:振幅10mm峰值(5Hz~11Hz);加速度50m/s2(11Hz~300Hz);X、Y、Z三个方向;每个方向8h。     
冲击环境:峰值加速度:490m/s2; 脉冲持续时间:11ms;X、Y、Z三个方向;每方向各三次。
四、适用车辆  租赁车、销贷车辆、其他运输车等。
五、产品特点  体积更小巧,性能更稳定,功能更全面。
GPS卫星定位的种类
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。
按接收机的用途分类
  1.导航型接收机
  此类型接收机主要用于运动载体的导航,它可以实时给出载体的位置和速度。这类接收机一般采用C/A码伪距测量,单点实时定位精度较低,一般为±10m,有SA影响时为±100m。这类接收机价格便宜,应用广泛。根据应用领域的不同,此类接收机还可以进一步分为:
  车载型??用于车辆导航定位;
  航海型??用于船舶导航定位;
  航空型??用于飞机导航定位。由于飞机运行速度快,因此,在航空上用的接收机要求能适应高速运动。
  星载型??用于卫星的导航定位。由于卫星的速度高达7km/s以上,因此对接收机的要求更高。
  2.测地型接收机
  测地型接收机主要用于精密大地测量和精密工程测量。这类仪器主要采用载波相位观测值进行相对定位,定位精度高。仪器结构复杂,价格较贵。
  3.授时型接收机
  这类接收机主要利用GPS卫星提供的高精度时间标准进行授时,常用于天文台及无线电通讯中时间同步。
  4.2.2按接收机的载波频率分类
  单频接收机
  单频接收机只能接收L1载波信号,测定载波相位观测值进行定位。由于不能有效消除电离层延迟影响,单频接收机只适用于短基线( 15km)的精密定位。
  双频接收机
  双频接收机可以同时接收L1,L2载波信号。利用双频对电离层延迟的不一样,可以消除电离层对电磁波信号的延迟的影响,因此双频接收机可用于长达几千公里的精密定位。
  4.2.3按接收机通道数分类
  GPS接收机能同时接收多颗GPS卫星的信号,为了分离接收到的不同卫星的信号,以实现对卫星信号的跟踪、处理和量测,具有这样功能的器件称为天线信号通道。根据接收机所具有的通道种类可分为:
  多通道接收机
  序贯通道接收机
  多路多用通道接收机
  4.2.4按接收机工作原理分类
  码相关型接收机
  码相关型接收机是利用码相关技术得到伪距观测值。
  平方型接收机
  平方型接收机是利用载波信号的平方技术去掉调制信号,来恢复完整的载波信号通过相位计测定接收机内产生的载波信号与接收到的载波信号之间的相位差,测定伪距观测值。
  混合型接收机
  这种仪器是综合上述两种接收机的优点,既可以得到码相位伪距,也可以得到载波相位观测值。
  干涉型接收机
  这种接收机是将GPS卫星作为射电源,采用干涉测量方法,测定两个测站间距离。
经过20余年的实践证明,GPS系统是一个高精度、全天候和全球性的无线电导航、定位和定时的多功能系统。GPS技术已经发展成为多领域、多模式、多用途、多机型的国际性高新技术产业。
◆测地型GPS
  测地型接收机主要用于精密大地测量和精密工程测量。这类仪器主要采用载波相位观测值进行相对定位,定位精度高。仪器结构复杂,价格较贵。根据使用用途和精度,又分为静态(单频)接收机和动态(双频)接收机即RTK.
目前,在GPS技术开发和实际应用方面,国际上较为知名的生产厂商有美国Trimble(天宝)导航公司、瑞士LeicaGeosystems(徕卡测量系统)、日本TOPCON(拓普康)公司、美国Magellan(麦哲伦)公司(原泰雷兹导航)、国内有中海达、上海华测导航、南方测绘等。
Trimble(天宝)的GPS接收机产品主要有SPS751、SPS851、SPS781、SPS881、R8、R8GNSS、R7、R6及5800、5700等。其作为美国军方控股企业,是世界上最早研究与生产的GPS的部分企业之一,其中,SPS881,R8GNSS为72通道GPS/WAAS/EGNOS接收机,它把三频GPS接收机、GPS天线、UHF无线电和电源组合在一个袖珍单元中,具有内置TrimbleMaxwell5芯片的超跟踪技术。即使在恶劣的电磁环境中,仍然能用小于2.5瓦的功率提供对卫星有效的追踪。同时,为扩大作业覆盖范围和全面减小误差,可以同频率多基准站的方式工作。此外,它还与TrimbleVRS网络技术完全兼容,其内置的WAAS和EGNOS功能提供了无基准站的实时差分定位。SPS751、SPS851、SPS551还具有接收星站差分改正信息的功能,最高单机定位精度可达到5cm。
LeicaGeosystems(徕卡测量系统)是全球着名的专业测量公司,其不仅在全站仪、相机方面对行业产生了很大的影响,而且在测量型GPS的研发及GPS的应用上也做出了极大的贡献,是快速静态、动态RTK技术的先驱。其GPS1200系统中的接收机包括4种型号:GX1230GG/ATX1230GG、GX1230/ATX1230、GX1220和GX1210。
其中,GX1230GG/ATX1230GG为72通道、双频RTK测量接收机,接收机集成电台、GSM、GPRS和CDMA模块,具有连续检核(SmartCheck+)功能,可防水(水下1m)、防尘、防沙。动态精度:水平10mm+1ppm,垂直20mm+1ppm;静态精度:水平5mm+0.5ppm,垂直10mm+0.5ppm。它在20Hz时的RTK距离能够达到30km甚至更长,并且可保证厘米级的测量精度,基线在30公里时的可靠性是99.99%。
日本TOPCON(拓普康)公司生产的GPS接收机主要有GR-3、GB-1000、Hiper系列、Net-G3等。其中,GR-3大地测量型接收机可100%兼容三大卫星系统(GPS+GLONASS+GALIEO)的所有可用信号,他不仅仅是世界上最早研发出能同时接收美国的GPS与俄罗斯GLONASS两种卫星信号的双星技术的厂家,也是现今世界上唯一可以同时接收所有GNSS卫星的接收机技术,有72个超级跟踪频道,每个通道都可独立追踪三种卫星信号,采用抗2米摔落坚固设计,支持蓝牙通讯,内置GSM/GPRS模块(可选)。静态、快速静态的精度:水平3mm+0.5ppm,垂直5mm+0.5ppm;RTK精度:水平10mm+1ppm,垂直15mm+1ppm;DGPS精度:优于25cm。值得一提的是,该款接收机于2007年2月在德国获得了2007年度iF工业设计大奖,这款仪器的外观打破了测量型GPS的常规模式,更具科学性与人性化设计。
中海达测绘的GPS接收机产品主要包括静态一体化接收机HD-8200G和GD-8200X,其中HD-8200G配备有无线遥控器,可远距离查看卫星状况等关键信息,8200X配备有语音导航功能,可通过面板直接设置静态采集关键参数卫星高度角和采样间隔。RTK产品主要有珠峰HD-5800、V8CORSRTK、V8GNSSRTK。RTK作业精度:静态后处理精度:平面:±2.5mm+1ppm,高程:±5.0mm+1ppm,RTK定位精度:平面:±1cm+1ppm,高程:±2cm+1ppm,码差分定位精度:0.45m(CEP),单机定位精度:1.5m(CEP)。V8具有八大创新技术,详情参见http://www.zhdGPS.com
华测导航的GPS接收机产品主要有X60CORS、X20单频接收机、X90一体化RTK、X60双频接收机等。国内通过中华人民共和国制造计量器具许可证获得的精度最高的产品,其中,X90为28通道双频GPS接收机,集成双频GPS接收机、双频测量型GPS天线、UHF无线电、进口蓝牙模块和电池,动态精度:水平10mm+1ppm,垂直20mm+1ppm;静态精度:水平5mm+1ppm,垂直10mm+1ppm,能达到10-30公里的作用范围(因实际地域情况有所差别),既可以承受从3米高度跌落到坚硬的地面,也可浸入水下1米深处进行测量。X90具有静态、快速静态、RTK、PPK、码差分等多种测量模式,精度范围为毫米级到亚米级。而且可与天宝,徕卡等主流品牌联合作业。
南方测绘的GPS接收机产品主要有RTKS82、S86、蓝牙静态GPS、等。其中S82采用一体化设计,集成GPS天线、UHF数据链、OEM主板、蓝牙通讯模块、锂电池,其RTK定位精度:平面±(2cm+1ppm),垂直±(3cm+1ppm);静态后处理精度:平面±(5mm+0.5ppm),垂直±(10mm+1ppm);单机定位精度:1.5m(CEP);码差分定位精度:0.45m(CEP)。
◆车载GPS
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GPS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。
目前市场销售很广阔,经常被大家提及的是一般的民用的导航GPS,这样的GPS主要是给汽车定位,导航。目前越来越发达的道路,错综复杂的高架桥给驾驶者越来越难分辨道路。导航车载GPS的确是给驾驶者带来了极大的方便!
而且现在的导航GPS还具有提前预警电子眼、查询全国旅游景点、酒店等服务。的确是旅游带来了极大的方便!
◆类似车载GPS
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。
目前所有的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,现在车被盗了,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。所以说目前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。
中国目前在GPS应该上取得了很大的市场.其中有很多公司是导航的.但是也有在GPS行业做定位管理的。
各种GPS/GIS/GSM/GPRS车辆监控系统软件、GSM和GPRS移动智能车载终端、系统的二次开发车辆监控系统整体搭建方案.系统广泛应用于公安,医疗,消防,交通,物流等领域。该方案基于NXP的PNX1090Nexperia移动多媒体处理器硬件和由NXP与合作伙伴ALKTechnologies联合开发的软件。NXP声称,该方案提供了设计师搭建一个带导航能力的低成本、多媒体功能丰富的便携式媒体播放器所需的一切,这些多媒体功能包括:MP3播放、标准和高清晰度视频播放和录制、FM收音、图像存储和游戏。NXP以其运行于PNX0190上的swGPSPersonal软件来实现GPS计算,从而取代了一个GPS基带处理器,进而降低了材料清单(BOM)成本并支持现场升级。
跟随GPS的一系列关联的应用都设计到数学和算法,和GIS系统,地图投影,坐标系转换!
由于卫星运行轨道、卫星时钟存在误差,大气对流层、电离层对信号的影响,以及人为的SA保护政策,使得民用GPS的定位精度只有100米。为提高定位精度,普遍采用差分GPS(DGPS)技术,建立基准站(差分台)进行GPS观测,利用已知的基准站精确坐标,与观测值进行比较,从而得出一修正数,并对外发布。接收机收到该修正数后,与自身的观测值进行比较,消去大部分误差,得到一个比较准确的位置。实验表明,利用差分GPS(DGPS),定位精度可提高到5米。
GPS预警器
GPS预警器是通过GPS卫星在GPS预警器中设定坐标来完成的,比如遇到一个电子眼,然后通过相关设备在电子眼的正下方设立一个坐标,这样,使得装上这个坐标点数据的预警器到达这个点时,在达到坐标点的前300米左右就会开始预警,告诉车主前面有电子眼测速,不能超速驾驶,这样就起到一个预警作用。这样的准确率跟数据点的多少是有关系的,主要就是利用卫星的定位来实现了。
试机辨真假
  记者通过汽车美容店的一朋友协助,挑选了4款所谓的“GPS预警机”,通过调研和试机对比,确认其中一款是冒牌GPS的“电子狗”。并得出以下结论:
  A.GPS预警器:一个预警点报警一次,单向预警;定点报警,不受干扰;预警准确率可达98%以上。可选择的音乐和语音种类多,音质较好。
  B.假GPS预警器:同一个预警点报警两次(驶向预警点和离开预警点都报警);会受某些公共设施如电塔干扰误报警;多有漏报,准确性率低不足70%;报警音乐和语音单一,音质较差
GPStar智能GPS系统
主要由两大部分组成,即:本地的监控中心软件管理平台和远程的GPS智能车载终端。远程的GPS智能车载终端将车辆所处的位置信息、运行速度、运行轨迹等数据传回到监控中心,监控中心接收到这些数据后,会立即进行分析、比对等处理,并将处理结果以正常信息或者报警信息两类形式显示给管理员,由管理员决定是否要对目标车辆采取必要措施。
GPS卫星定位的应用
GPS卫星定位主要是为船舶,汽车,飞机等运动物体进行定位导航。例如:
  1.船舶远洋导航和进港引水
  2.飞机航路引导和进场降落
  3.汽车自主导航
  4.地面车辆跟踪和城市智能交通管理
  5.紧急救生
  6.个人旅游及野外探险
  7.个人通讯终端(与手机,PDA,电子地图等集成一体)
  
  1.电力,邮电,通讯等网络的时间同步
  2.准确时间的授入
  3.准确频率的授入
  1.各种等级的大地测量,控制测量
  2.道路和各种线路放样
  3.水下地形测量
  4.地壳形变测量,大坝和大型建筑物变形监测
  5.GIS应用
  6.工程机械(轮胎吊,推土机等)控制
  7.精细农业
◆GPS在道路工程中的应用
GPS在道路工程中的应用,目前主要是用于建立各种道路工程控制网及测定航测外控点等。随着高等级公路的迅速发展,对勘测技术提出了更高的要求,由于线路长,已知点少,因此,用常规测量手段不仅布网困难,而且难以满足高精度的要求。目前,国内已逐步采用GPS技术建立线路首级高精度控制网,然后用常规方法布设导线加密。实践证明,在几十公里范围内的点位误差只有2厘米左右,达到了常规方法难以实现的精度,同时也大大提前了工期。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。
◆GPS汽车导航和交通管理中的应用
三维导航是GPS的首要功能,飞机、轮船、地面车辆以及步行者都可以利用GPS导航器进行导航。汽车导航系统是在全球定位系统GPS基础上发展起来的一门新型技术。汽车导航系统由GPS导航、自律导航、微处理机、车速传感器、陀螺传感器、CD-ROM驱动器、LCD显示器组成。GPS导航系统与电子地图、无线电通信网络、计算机车辆管理信息系统相结合,可以实现车辆跟踪和交通管理等许多功能。
◆GPS在长途客运车辆管理中的应用(举例)
以国内首套专业的GPS长途客运车辆管理系统??雅迅长途客运GPS智能管理系统为例,它就是结合了卫星定位技术、GPRS/CDMA通讯业务、GIS技术、图像采集技术、计算机网络和数据库等技术,在客运公司建立一个总控(C/S结构和B/S结构相结合),其它设为分控,公安部门和运管部门等各部门建立专控的中心系统,系统由控制中心系统、无线通信平台(GPRS/CDMA)、全球卫星定位系统(GPS)、车载设备四部分组成一个全天候、全范围的驾驶员管理和车辆跟踪的综合平台;系统可对注册车辆实施动态跟踪、监控、拍照、行车记录、管理、数据分析等功能,监控车辆可以在电子地图上显示出来,并保存车辆运行轨迹数据;操作终端可任意选择服务器内部局域网或国际互联网对中心进行访问并可通过IE浏览器提供网上综合客车管理数据分析控制系统(B/S结构);且系统软其容量可随时根据中心服务器和操作终端硬件配置进行扩展,最大为五十万辆,入网车辆不仅可以是长途客运车辆,也可以旅游车等社会车辆。同时系统还可以采用分组管理,不同类型的车辆归入不同分组,便于管理人员的操作。
GPS技术在导航仪中的应用举例
国际领先GPS导航仪品牌:Ahada(艾航达)――源自美国硅谷,现已登录中国!
产品核心功能:
1)地图查询
◎可以在操作终端上搜索你要去的目的地位置。
◎可以记录你常要去的地方的位置信息,并保留下来,也和可以和别人共享这些位置信息。
◎模糊的查询你附件或某个位置附近的如加油站,宾馆、取款机等信息,
2)路线规划
◎GPS导航系统会根据你设定的起始点和目的地,自动规划一条线路。
◎规划线路可以设定是否要经过某些途径点。
◎规划线路可以设定是否避开高速等功能。
3)自动导航
◎语音导航:
用语音提前向驾驶者提供路口转向,导航系统状况等行车信息,就像一个懂路的向导告诉你如何驾车去目的地一样。导航中最重要的一个功能,使你无需观看操作终端,通过语音提示就可以安全到达目的地。
◎画面导航:
在操作终端上,会显示地图,以及车子现在的位置,行车速度,目的地的距离,规划的路线提示,路口转向提示的行车信息。
◎重新规划线路:
当你没有按规划的线路行驶,或者走错路口时候,GPS导航系统会根据你现在的位置,为你重新规划一条新的到达目的地的线路。
安装GPS车载定位对车队有什么好处?
1、优化企业资源配置;2、提高企业市场竞争力;3、降低企业成本、提高其服务水平;4、为现代物流管理提供了强大而有效的工具等等。随着经济全球化进程的加快和现代物流对经济发展的重要性逐步为国人所认识,我国的物流产业正处于一个高速发展的时期,未来的市场竞争给我国传统的物流企业带来了很大的机遇,同时也带来了挑战--只有最大限度地满足了客户对物流服务的需求,最大限度地降低物流服务的成本,才能获得企业的信任和利润,才能获得商机。因此,传统物流企业只有更新观念,充分利用现代物流技术手段来实现自己的经营目标。
GPS技术的应用对物流行业来说受益匪浅。GPS系统对物流业最大的贡献之一是实现了对物流运输过程的掌控。通过该系统客户完全可以实时了解货物的在途情况,并推算达到目的地的时间,解决了传统物流“货物一发出,什么都不知”的情况。其次,它解决了物流调度与管理的瓶颈问题。过去一直困扰着物流调度难的问题通过该系统能很好地解决,GPS不仅能提高工作效率,而且降低了油耗等成本。它能预设运输路线,对在途信息数据打包发回监控中心,客户坐在家中就能对自己的货物实时监控,在电子地图上如若发现偏移预设线路可紧急报警。它具有很强的防盗反劫功能。当遭遇劫匪时,司机只需按下报警开关,中心将会及时进入处警状态;同时司机还可以通过手机对车辆进行断油断电处理,迫使劫犯放弃抢劫计划,保证了人身及财产的安全。而且,通过GPS的限速提醒功能,可以有效的提高驾驶员行车安全性,最大可能的减少车辆事故率,爆胎率,便于调度人员管理。全程记录行程轨迹,避免了公车私用、拉私活等情况的发生,是物流企业管理司机的好帮手。同时,是否安装GPS定位系统目前也被正式纳入ISO9001的认证要求之一。
GPS卫星定位的原理
GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离,然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的,卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过纪录卫星信号传播到用户所经历的时间,再将其乘以光速得到(由于大气层电离层的干扰,这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离,而是伪距(PR):当GPS卫星正常工作时,会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码(简称伪码)发射导航电文。GPS系统使用的伪码一共有两种,分别是民用的C/A码和军用的P(Y)码。C/A码频率1.023MHz,重复周期一毫秒,码间距1微秒,相当于300m;P码频率10.23MHz,重复周期266.4天,码间距0.1微秒,相当于30m。而Y码是在P码的基础上形成的,保密性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来,以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字码;每三十秒重复一次,每小时更新一次。后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块,其中最重要的则为星历数据。当用户接受到导航电文时,提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离,再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置,用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。
可见GPS导航系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。然而,由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步,所以除了用户的三维坐标x、y、z外,还要引进一个Δt即卫星与接收机之间的时间差作为未知数,然后用4个方程将这4个未知数解出来。所以如果想知道接收机所处的位置,至少要能接收到4个卫星的信号。
GPS接收机可接收到可用于授时的准确至纳秒级的时间信息;用于预报未来几个月内卫星所处概略位置的预报星历;用于计算定位时所需卫星坐标的广播星历,精度为几米至几十米(各个卫星不同,随时变化);以及GPS系统信息,如卫星状况等。
GPS接收机对码的量测就可得到卫星到接收机的距离,由于含有接收机卫星钟的误差及大气传播误差,故称为伪距。对0A码测得的伪距称为UA码伪距,精度约为20米左右,对P码测得的伪距称为P码伪距,精度约为2米左右。
GPS接收机对收到的卫星信号,进行解码或采用其它技术,将调制在载波上的信息去掉后,就可以恢复载波。严格而言,载波相位应被称为载波拍频相位,它是收到的受多普勒频移影响的卫星信号载波相位与接收机本机振荡产生信号相位之差。一般在接收机钟确定的历元时刻量测,保持对卫星信号的跟踪,就可记录下相位的变化值,但开始观测时的接收机和卫星振荡器的相位初值是不知道的,起始历元的相位整数也是不知道的,即整周模糊度,只能在数据处理中作为参数解算。相位观测值的精度高至毫米,但前提是解出整周模糊度,因此只有在相对定位、并有一段连续观测值时才能使用相位观测值,而要达到优于米级的定位精度也只能采用相位观测值。
按定位方式,GPS定位分为单点定位和相对定位(差分定位)。单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式,它只能采用伪距观测量,可用于车船等的概略导航定位。相对定位(差分定位)是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法,它既可采用伪距观测量也可采用相位观测量,大地测量或工程测量均应采用相位观测值进行相对定位。
在GPS观测量中包含了卫星和接收机的钟差、大气传播延迟、多路径效应等误差,在定位计算时还要受到卫星广播星历误差的影响,在进行相对定位时大部分公共误差被抵消或削弱,因此定位精度将大大提高,双频接收机可以根据两个频率的观测量抵消大气中电离层误差的主要部分,在精度要求高,接收机间距离较远时(大气有明显差别),应选用双频接收机
GPS卫星定位的构成
1。空间部分
GPS的空间部分是由24颗工作卫星组成,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°。此外,还有4颗有源备份卫星在轨运行。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,并能保持良好定位解算精度的几何图象。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。GPS卫星产生两组电码,一组称为C/A码(Coarse/AcquisitionCode11023MHz);一组称为P码(ProciseCode10123MHz),P码因频率较高,不易受干扰,定位精度高,因此受美国军方管制,并设有密码,一般民间无法解读,主要为美国军方服务。C/A码人为采取措施而刻意降低精度后,主要开放给民间使用。
2。地面控制部分
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。
3。用户设备部分
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。目前各种类型的接受机体积越来越小,重量越来越轻,便于野外观测使用。
GPS车载定位和导航仪有什么区别?
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GPS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。
目前所有的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,现在车被盗了,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。所以说目前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
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