gps導(dǎo)航產(chǎn)品

    gps全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)組成

    空間部分———gps星座

    地面控制部分———地面監(jiān)控系統(tǒng)

    用戶設(shè)備部分———gps 信號接收機(jī)。

    gps系統(tǒng)的前身為美軍研制的一種子午儀衛(wèi)星定位系統(tǒng)(transit)，1958年研制，64年正式投入使用。該系統(tǒng)用5到6顆衛(wèi)星組成的星網(wǎng)工作，每天 多繞過地球13次，并且無法給出高度信息，在定位精度方面也不盡如人意。然而，子午儀系統(tǒng)使得研發(fā)部門對衛(wèi)星定位取得了初步的經(jīng)驗，并驗證了由衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行定位的可行性，為gps系統(tǒng)的研制埋下了鋪墊。衛(wèi)星定位顯示出在導(dǎo)航方面的巨大優(yōu)越性同時也看到子午儀系統(tǒng)存在對潛艇和艦船導(dǎo)航方面的巨大缺陷。美國海陸空三軍及民用部門都感到迫切需要一種新的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。經(jīng)過20余年的研究實驗，耗資300億美元，到1994年3月，全球覆蓋率高達(dá)98%的24顆gps衛(wèi)星星座己布設(shè)完成。 衛(wèi)星可以采集到觀測點的經(jīng)緯度和高度，實現(xiàn)導(dǎo)航、定位、授時等功能。

    gps是什么-gps組成

    1、空間部分

    gps的空間部分是由24 顆工作衛(wèi)星組成,它位于距地表20 200km的上空,均勻分布在6 個軌道面上(每個軌道面4 顆) ,軌道傾角為55°。此外,還有4 顆有源備份衛(wèi)星在軌運(yùn)行。衛(wèi)星的分布使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到4 顆以上的衛(wèi)星,并能保持良好定位解算精度的幾何圖象。這就提供了在時間上連續(xù)的全球?qū)Ш侥芰Α?/p>

    gps 衛(wèi)星兩組電碼

    c/ a 碼( coarse/ acquisition code11023mhz)

    p 碼(procise code 10123mhz)

    p 碼因頻率較高,不易受干擾,定位精度高,因此受美國軍方管制,并設(shè)有密碼,一般民間無法解讀,主要為美國軍方服務(wù)。c/ a 碼人為采取措施而刻意降低精度后,主要開放給民間使用。

    2、地面控制部分

    地面控制部分由一個主控站,5 個全球監(jiān)測站和3 個地面控制站組成。監(jiān)測站均配裝有精密的銫鐘和能夠連續(xù)測量到所有可見衛(wèi)星的接受機(jī)。

    監(jiān)測站將取得的衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù),包括電離層和氣象數(shù)據(jù),經(jīng)過初步處理后,傳送到主控站。主控站從各監(jiān)測站收集跟蹤數(shù)據(jù),計算出衛(wèi)星的軌道和時鐘參數(shù),然后將結(jié)果送到3 個地面控制站。地面控制站在每顆衛(wèi)星運(yùn)行至上空時,把這些導(dǎo)航數(shù)據(jù)及主控站指令注入到衛(wèi)星。這種注入對每顆gps 衛(wèi)星每天一次,并在衛(wèi)星離開注入站作用范圍之前進(jìn)行 后的注入。如果某地面站發(fā)生故障,那么在衛(wèi)星中預(yù)存的導(dǎo)航信息還可用一段時間,但導(dǎo)航精度會逐漸降低。

    3、用戶設(shè)備部分

    用戶設(shè)備部分即gps 信號接收機(jī)。其主要功能是能夠捕獲到按一定衛(wèi)星截止角所選擇的待測衛(wèi)星,并跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行。當(dāng)接收機(jī)捕獲到跟蹤的衛(wèi)星信號后,即可測量出接收天線至衛(wèi)星的偽距離和距離的變化率,解調(diào)出衛(wèi)星軌道參數(shù)等數(shù)據(jù)。

    根據(jù)這些數(shù)據(jù),接收機(jī)中的微處理計算機(jī)就可按定位解算方法進(jìn)行定位計算,計算出用戶所在地理位置的經(jīng)緯度、高度、速度、時間等信息。接收機(jī)硬件和機(jī)內(nèi)軟件以及gps 數(shù)據(jù)的后處理軟件包構(gòu)成完整的gps 用戶設(shè)備。gps 接收機(jī)的結(jié)構(gòu)分為天線單元和接收單元兩部分。接收機(jī)一般采用機(jī)內(nèi)和機(jī)外兩種直流電源。設(shè)置機(jī)內(nèi)電源的目的在于更換外電源時不中斷連續(xù)觀測。

    在用機(jī)外電源時機(jī)內(nèi)電池自動充電。關(guān)機(jī)后,機(jī)內(nèi)電池為ram存儲器供電,以防止數(shù)據(jù)丟失。目前各種類型的接受機(jī)體積越來越小,重量越來越輕,便于野外觀測使用。

    gps 全球定位系統(tǒng)的主要特點

    (1)全天候

    (2) 全球覆蓋

    (3)三維定速定時高精度

    (4)快速省時高效率

    (5)應(yīng)用廣泛多功能

    gps 是什么-主要用途

    (1)陸地應(yīng)用，主要包括車輛導(dǎo)航、應(yīng)急反應(yīng)、大氣物理觀測、地球物理資源勘探、工程測量、變形監(jiān)測、地殼運(yùn)動監(jiān)測、 市政規(guī)劃控制等;

    (2)海洋應(yīng)用，包括遠(yuǎn)洋船 佳航程航線測定、船只實時調(diào)度與導(dǎo)航、海洋救援、海洋探寶、水文地質(zhì)測量以及海洋平臺定位、海平面升降監(jiān)測等;

    (3)航空航天應(yīng)用，包括飛機(jī)導(dǎo)航、航空遙 感姿態(tài)控制、低軌衛(wèi)星定軌、導(dǎo)彈制導(dǎo)、航空救援和載人航天器防護(hù)探測等。

    用戶設(shè)備部分及gps接收機(jī)。主要功能是捕獲衛(wèi)星的一些信息計算出用戶堆在位置的經(jīng)緯度、高度、速度時間等*。接收機(jī)由接受單元和天線單元組成，而用戶設(shè)備則由接收機(jī)硬件和機(jī)內(nèi)軟件(地圖……)構(gòu)成。

    gps接收機(jī)接收信號來源

    gps衛(wèi)星接收機(jī)種類

    (1)根據(jù)型號分為測地型、全站型、定時型、手持型、集成型

    (2)根據(jù)用途分為車載式、船載式、機(jī)載式、星載式、彈載式

    gps接受模塊是串口輸出，市面上的接收機(jī)由usb接口的、ps2接口的、rs232接口的，可根據(jù)需要選擇合適自己的設(shè)備。

    gps接收機(jī)實例分析

    gps接收機(jī)接受到得信息可以通過串口讀出來，下面是一組數(shù)據(jù)。我們從這些信息中可以得到我們的大致位置、和準(zhǔn)確的時間等信息。下面是這些數(shù)據(jù)的具體格式。

    $psrftxt,version:gsw3.2.4_3.1.00.12-sdk003p1.00a

    $psrftxt,version2:f-gps-03-0701231

    $psrftxt,waas disable

    $psrftxt,tow: 105921

    $psrftxt,wk: 1538

    $psrftxt,pos: -2170399 4386065 4076920

    $psrftxt,clk: 95585

    $psrftxt,chnl: 12

    $psrftxt,baud rate: 4800

    $gpgga,052613.172,3959.1983,n,11619.6639,e,0,03,,74.0,m,-6.5,m,,0000*5b

    $gpgsa,a,1,30,14,29,,,,,,,,,,,,*13

    $gprmc,052613.172,a,3959.1983,n,11619.6639,e,,,290609,,*01

    $gpgga,052*.266,3959.2084,n,11619.6691,e,1,03,4.1,74.0,m,-6.5,m,,0000*7f

    $gpgsa,a,2,30,14,29,,,,,,,,,,4.2,4.1,1.0*3c

    $gprmc,052*.266,a,3959.2084,n,11619.6691,e,1.24,10.61,290609,,*3e

    $gpgga,052615.269,3959.2074,n,11619.6690,e,1,03,4.1,74.0,m,-6.5,m,,0000*7f

    $gpgsa,a,2,30,14,29,,,,,,,,,,4.2,4.1,1.0*3c

    $gprmc,052615.269,a,3959.2074,n,11619.6690,e,2.09,90.96,290609,,*32

    $gpgga,052616.269,3959.2080,n,11619.6676,e,1,04,3.9,48.4,m,-6.5,m,,0000*7c

    $gpgsa,a,3,30,14,29,12,,,,,,,,,4.0,3.9,1.0*33

    $gprmc,052616.269,a,3959.2080,n,11619.6676,e,0.39,281.94,290609,,*03

    $gpgga,052617.266,3959.2117,n,11619.*0,e,1,04,6.9,70.3,m,-6.5,m,,0000*7e

    $gpgsa,a,3,30,14,29,12,,,,,,,,,8.3,6.9,4.5*39

    $gpgsv,3,1,10,14,56,115,34,30,37,049,41,29,23,103,34,12,08,041,30*73

    $gpgsv,3,2,10,16,75,122,,21,51,183,,31,50,055,,20,23,309,*7e

    $gpgsv,3,3,10,22,21,297,,18,03,169,*73

    $gprmc,052617.266,a,3959.2117,n,11619.*0,e,0.10,299.68,290609,,*09

    $gpgga,052618.000,3959.2142,n,11619.7011,e,1,04,6.9,80.7,m,-6.5,m,,0000*74

    $gpgsa,a,3,30,14,29,12,,,,,,,,,8.3,6.9,4.5*39

    $gprmc,052618.000,a,3959.2142,n,11619.7011,e,0.16,318.14,290609,,*0d

    $gpgga,052619.000,3959.2174,n,11619.7146,e,1,04,6.9,90.3,m,-6.5,m,,0000*76

    $gpgsa,a,3,30,14,29,12,,,,,,,,,8.3,6.9,4.5*39

    $gprmc,052619.000,a,3959.2174,n,11619.7146,e,0.42,64.37,290609,,*32

    $gpgga,052620.000,3959.2194,n,11619.7277,e,1,04,6.9,96.9,m,-6.5,m,,0000*7f

    $gpgsa,a,3,30,14,29,12,,,,,,,,,8.3,6.9,4.5*39

    $gprmc,052620.000,a,3959.2194,n,11619.7277,e,1.04,76.65,290609,,*30

    $gpgga,052621.000,3959.2216,n,11619.7391,e,1,04,6.9,104.4,m,-6.5,m,,0000*49

    $gpgsa,a,3,30,14,29,12,,,,,,,,,8.3,6.9,4.5*39

    $gprmc,052621.000,a,3959.2216,n,11619.7391,e,0.97,72.92,290609,,*36

    $gpgga,052622.000,3959.2227,n,11619.7426,e,1,04,6.9,107.2,m,-6.5,m,,0000*46

    $gpgsa,a,3,30,14,29,12,,,,,,,,,8.3,6.9,4.5*39

    $gpgsv,3,1,10,14,56,115,35,30,37,049,40,29,23,103,33,12,08,041,30*74

    $gpgsv,3,2,10,16,75,122,,21,51,183,,31,50,055,,20,23,309,*7e

    $gpgsv,3,3,10,22,21,297,,18,03,169,*73

    說明：nmea0183格式以“$”開始，主要語句有g(shù)pgga，gpvtg，gprmc等

    1、 gps dop and active satellites(gsa)當(dāng)前衛(wèi)星信息

    $gpgsa,<1>,<2>,<3>,<3>,,,,,<3>,<3>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>

    <1>模式 ：m = 手動， a = 自動。

    <2>定位型式 1 = 未定位， 2 = 二維定位， 3 = 三維定位。

    <3>prn 數(shù)字：01 至 32 表天空使用中的衛(wèi)星編號， 多可接收12顆衛(wèi)星信息。

    <4> pdop位置精度因子(0.5~99.9)

    <5> hdop水平精度因子(0.5~99.9)

    <6> vdop垂直精度因子(0.5~99.9)

    <7> checksum.(檢查位).

    2、 gps satellites in view(gsv)可見衛(wèi)星信息

    $gpgsv, <1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,?<4>,<5>,<6>,<7>,<8>

    <1> gsv語句的總數(shù)

    <2> 本句gsv的編號

    <3> 可見衛(wèi)星的總數(shù)，00 至 12。

    <4> 衛(wèi)星編號， 01 至 32。

    <5>衛(wèi)星仰角， 00 至 90 度。

    <6>衛(wèi)星方位角， 000 至 359 度。實際值。

    <7>訊號噪聲比(c/no)， 00 至 99 db;無表未接收到訊號。

    <8>checksum.(檢查位).

    第<4>,<5>,<6>,<7>項個別衛(wèi)星會重復(fù)出現(xiàn)，每行 多有四顆衛(wèi)星。其余衛(wèi)星信息會于次一行出現(xiàn)，若未使用，這些字段會空白。

    3、global positioning system fix data(gga)gps定位信息

    $gpgga,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,m,<10>,m,<11>,<12>*hh

    <1> utc時間，hhmmss(時分秒)格式

    <2> 緯度ddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也將被傳輸)

    <3> 緯度半球n(北半球)或s(南半球)

    <4> 經(jīng)度dddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也將被傳輸)

    <5> 經(jīng)度半球e(東經(jīng))或w(西經(jīng))

    <6> gps狀態(tài)：0=未定位，1=非差分定位，2=差分定位，6=正在估算

    <7> 正在使用解算位置的衛(wèi)星數(shù)量(00~12)(前面的0也將被傳輸)

    <8> hdop水平精度因子(0.5~99.9)

    <9> 海拔高度(-9999.9~99999.9)

    <10> 地球橢球面相對大地水準(zhǔn)面的高度

    <11> 差分時間(從 近一次接收到差分信號開始的秒數(shù)，如果不是差分定位將為空)

    <12> 差分站id號0000~1023(前面的0也將被傳輸，如果不是差分定位將為空)

    4、recommended minimum specific gps/transit data(rmc)推薦定位信息

    $gprmc,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>*hh

    <1> utc時間，hhmmss(時分秒)格式

    <2> 定位狀態(tài)，a=有效定位，v=無效定位

    <3> 緯度ddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也將被傳輸)

    <4> 緯度半球n(北半球)或s(南半球)

    <5> 經(jīng)度dddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也將被傳輸)

    <6> 經(jīng)度半球e(東經(jīng))或w(西經(jīng))

    <7> 地面速率(000.0~999.9節(jié)，前面的0也將被傳輸)

    <8> 地面航向(000.0~359.9度，以真北為參考基準(zhǔn)，前面的0也將被傳輸)

    <9> utc日期，ddmmyy(日月年)格式

    <10> 磁偏角(000.0~180.0度，前面的0也將被傳輸)

    <11> 磁偏角方向，e(東)或w(西)

    <12> 模式指示(僅nmea0183 3.00版本輸出，a=自主定位，d=差分，e=估算，n=數(shù)據(jù)無效)

    5、 track made good and ground speed(vtg)地面速度信息

    $gpvtg,<1>,t,<2>,m,<3>,n,<4>,k,<5>*hh

    <1> 以真北為參考基準(zhǔn)的地面航向(000~359度，前面的0也將被傳輸)

    <2> 以磁北為參考基準(zhǔn)的地面航向(000~359度，前面的0也將被傳輸)

    <3> 地面速率(000.0~999.9節(jié)，前面的0也將被傳輸)

    <4> 地面速率(0000.0~1851.8公里/小時，前面的0也將被傳輸)

    <5> 模式指示(僅nmea0183 3.00版本輸出，a=自主定位，d=差分，e=估算，n=數(shù)據(jù)無效)

    gps主要應(yīng)用-為船舶,汽車,飛機(jī)等運(yùn)動物體進(jìn)行定位導(dǎo)航

    (1)船舶遠(yuǎn)洋導(dǎo)航和進(jìn)港引水

    (2)飛機(jī)航路引導(dǎo)和進(jìn)場降落

    (3)汽車自主導(dǎo)航

    (4)地面車輛跟蹤和城市智能交通管理

    (5)緊急救生

    (6)個人旅游及野外探險

    經(jīng)過20余年的實踐證明，gps系統(tǒng)是一個高精度、全天候和全球性的無線電導(dǎo)航、定位和定時的多功能系統(tǒng)。 gps技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為多領(lǐng)域、多模式、多用途、多機(jī)型的國際性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

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