- GPS(全球定位系統(tǒng))
GPS構(gòu)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(gè)軌道面上(每個(gè)軌道面4 顆) ,軌道傾角為55°。此外,還有3 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(shí)間都可觀測(cè)到4 顆以上的衛(wèi)星,并能在衛(wèi)星中預(yù)存的導(dǎo)航信息。GPS的衛(wèi)星因?yàn)榇髿饽Σ恋葐?wèn)題,隨著時(shí)間的推移,導(dǎo)航精度會(huì)逐漸降低。
2. 地面控制系統(tǒng)
地面控制系統(tǒng)由監(jiān)測(cè)站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天線(xiàn)(Ground Antenna)所組成,主控制站位于美國(guó)科羅拉多州春田市(Colorado Spring)。地面控制站負(fù)責(zé)收集由衛(wèi)星傳回之訊息,并計(jì)算衛(wèi)星星歷、相對(duì)距離,大氣校正等數(shù)據(jù)。
3.用戶(hù)設(shè)備部分
用戶(hù)設(shè)備部分即GPS 信號(hào)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(cè)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(hào)后,就可測(cè)量出接收天線(xiàn)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(jì)算機(jī)就可按定位解算方法進(jìn)行定位計(jì)算,計(jì)算出用戶(hù)所在地理位置的經(jīng)緯度、高度、速度、時(shí)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(hù)設(shè)備。GPS 接收機(jī)的結(jié)構(gòu)分為天線(xiàn)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(shí)不中斷連續(xù)觀測(cè)。在用機(jī)外電源時(shí)機(jī)內(nèi)電池自動(dòng)充電。關(guān)機(jī)后,機(jī)內(nèi)電池為RAM存儲(chǔ)器供電,以防止數(shù)據(jù)丟失。目前各種類(lèi)型的接受機(jī)體積越來(lái)越小,重量越來(lái)越輕,便于野外觀測(cè)使用。其次則為使用者接收器,現(xiàn)有單頻與雙頻兩種,但由于價(jià)格因素,一般使用者所購(gòu)買(mǎi)的多為單頻接收器。
GPS術(shù)語(yǔ)
1.GPS Generalized Processor Sharing 通用處理器共享
2.GPS Global Positioning System 全球定位衛(wèi)星/系統(tǒng)
3.[GPSS]General Purpose Systems Simulator通用系統(tǒng)模擬器
4.[DGPS]Differential GPS差分GPS,差分全球定位系統(tǒng)
5.GPS General Phonetic Symbols 捷易讀注音符
GPS原理
GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的基本原理是測(cè)量出已知位置的衛(wèi)星到用戶(hù)接收機(jī)之間的距離,然后綜合多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可知道接收機(jī)的具體位置。要達(dá)到這一目的,衛(wèi)星的位置可以根據(jù)星載時(shí)鐘所記錄的時(shí)間在衛(wèi)星星歷中查出。而用戶(hù)到衛(wèi)星的距離則通過(guò)紀(jì)錄衛(wèi)星信號(hào)傳播到用戶(hù)所經(jīng)歷的時(shí)間,再將其乘以光速得到(由于大氣層電離層的干擾,這一距離并不是用戶(hù)與衛(wèi)星之間的真實(shí)距離,而是偽距(PR):當(dāng)GPS衛(wèi)星正常工作時(shí),會(huì)不斷地用1和0二進(jìn)制碼元組成的偽隨機(jī)碼(簡(jiǎn)稱(chēng)偽碼)發(fā)射導(dǎo)航電文。GPS系統(tǒng)使用的偽碼一共有兩種,分別是民用的C/A碼和軍用的P(Y)碼。C/A碼頻率1.023MHz,重復(fù)周期一毫秒,碼間距1微秒,相當(dāng)于300m;P碼頻率10.23MHz,重復(fù)周期266.4天,碼間距0.1微秒,相當(dāng)于30m。而Y碼是在P碼的基礎(chǔ)上形成的,保密性能更佳。導(dǎo)航電文包括衛(wèi)星星歷、工作狀況、時(shí)鐘改正、電離層時(shí)延修正、大氣折射修正等信息。它是從衛(wèi)星信號(hào)中解調(diào)制出來(lái),以50b/s調(diào)制在載頻上發(fā)射的。導(dǎo)航電文每個(gè)主幀中包含5個(gè)子幀每幀長(zhǎng)6s。前三幀各10個(gè)字碼;每三十秒重復(fù)一次,每小時(shí)更新一次。后兩幀共15000b。導(dǎo)航電文中的內(nèi)容主要有遙測(cè)碼、轉(zhuǎn)換碼、第1、2、3數(shù)據(jù)塊,其中最重要的則為星歷數(shù)據(jù)。當(dāng)用戶(hù)接受到導(dǎo)航電文時(shí),提取出衛(wèi)星時(shí)間并將其與自己的時(shí)鐘做對(duì)比便可得知衛(wèi)星與用戶(hù)的距離,再利用導(dǎo)航電文中的衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)推算出衛(wèi)星發(fā)射電文時(shí)所處位置,用戶(hù)在WGS-84大地坐標(biāo)系中的位置速度等信息便可得知??梢?jiàn)GPS導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星部分的作用就是不斷地發(fā)射導(dǎo)航電文。然而,由于用戶(hù)接受機(jī)使用的時(shí)鐘與衛(wèi)星星載時(shí)鐘不可能總是同步,所以除了用戶(hù)的三維坐標(biāo)x、y、z外,還要引進(jìn)一個(gè)Δt即衛(wèi)星與接收機(jī)之間的時(shí)間差作為未知數(shù),然后用4個(gè)方程將這4個(gè)未知數(shù)解出來(lái)。所以如果想知道接收機(jī)所處的位置,至少要能接收到4個(gè)衛(wèi)星的信號(hào)。GPS接收機(jī)可接收到可用于授時(shí)的準(zhǔn)確至納秒級(jí)的時(shí)間信息;用于預(yù)報(bào)未來(lái)幾個(gè)月內(nèi)衛(wèi)星所處概略位置的預(yù)報(bào)星歷;用于計(jì)算定位時(shí)所需衛(wèi)星坐標(biāo)的廣播星歷,精度為幾米至幾十米(各個(gè)衛(wèi)星不同,隨時(shí)變化);以及GPS系統(tǒng)信息,如衛(wèi)星狀況等。GPS接收機(jī)對(duì)碼的量測(cè)就可得到衛(wèi)星到接收機(jī)的距離,由于含有接收機(jī)衛(wèi)星鐘的誤差及大氣傳播誤差,故稱(chēng)為偽距。對(duì)0A碼測(cè)得的偽距稱(chēng)為UA碼偽距,精度約為20米左右,對(duì)P碼測(cè)得的偽距稱(chēng)為P碼偽距,精度約為2米左右。GPS接收機(jī)對(duì)收到的衛(wèi)星信號(hào),進(jìn)行解碼或采用其它技術(shù),將調(diào)制在載波上的信息去掉后,就可以恢復(fù)載波。嚴(yán)格而言,載波相位應(yīng)被稱(chēng)為載波拍頻相位,它是收到的受多普勒頻 移影響的衛(wèi)星信號(hào)載波相位與接收機(jī)本機(jī)振蕩產(chǎn)生信號(hào)相位之差。一般在接收機(jī)鐘確定的歷元時(shí)刻量測(cè),保持對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的跟蹤,就可記錄下相位的變化值,但開(kāi)始觀測(cè)時(shí)的接收機(jī)和衛(wèi)星振蕩器的相位初值是不知道的,起始?xì)v元的相位整數(shù)也是不知道的,即整周模糊度,只能在數(shù)據(jù)處理中作為參數(shù)解算。相位觀測(cè)值的精度高至毫米,但前提是解出整周模糊度,因此只有在相對(duì)定位、并有一段連續(xù)觀測(cè)值時(shí)才能使用相位觀測(cè)值,而要達(dá)到優(yōu)于米級(jí)的定位 精度也只能采用相位觀測(cè)值。按定位方式,GPS定位分為單點(diǎn)定位和相對(duì)定位(差分定位)。單點(diǎn)定位就是根據(jù)一臺(tái)接收機(jī)的觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)確定接收機(jī)位置的方式,它只能采用偽距觀測(cè)量,可用于車(chē)船等的概略導(dǎo)航定位。相對(duì)定位(差分定位)是根據(jù)兩臺(tái)以上接收機(jī)的觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)確定觀測(cè)點(diǎn)之間的相對(duì)位置的方法,它既可采用偽距觀測(cè)量也可采用相位觀測(cè)量,大地測(cè)量或工程測(cè)量均應(yīng)采用相位觀測(cè)值進(jìn)行相對(duì)定位。在GPS觀測(cè)量中包含了衛(wèi)星和接收機(jī)的鐘差、大氣傳播延遲、多路徑效應(yīng)等誤差,在定位計(jì)算時(shí)還要受到衛(wèi)星廣播星歷誤差的影響,在進(jìn)行相對(duì)定位時(shí)大部分公共誤差被抵消或削弱,因此定位精度將大大提高,雙頻接收機(jī)可以根據(jù)兩個(gè)頻率的觀測(cè)量抵消大氣中電離層誤差的主要部分,在精度要求高,接收機(jī)間距離較遠(yuǎn)時(shí)(大氣有明顯差別),應(yīng)選用雙頻接收機(jī)。
相對(duì)論為GPS提供了所需的修正
全球定位系統(tǒng)GPS衛(wèi)星的定時(shí)信號(hào)提供緯度、經(jīng)度和高度的信息,精確的距離測(cè)量需要精確的時(shí)鐘。因此精確的GPS接受器就要用到相對(duì)論效應(yīng)。準(zhǔn)確度在30米之內(nèi)的GPS接受器就意味著它已經(jīng)利用了相對(duì)論效應(yīng)。華盛頓大學(xué)的物理學(xué)家Clifford M. Will詳細(xì)解釋說(shuō):“如果不考慮相對(duì)論效應(yīng),衛(wèi)星上的時(shí)鐘就和地球的時(shí)鐘不同步。”相對(duì)論認(rèn)為快速移動(dòng)物體隨時(shí)間的流逝比靜止的要慢。Will計(jì)算出,每個(gè)GPS衛(wèi)星每小時(shí)跨過(guò)大約1.4萬(wàn)千米的路程,這意味著它的星載原子鐘每天要比地球上的鐘慢7微秒。而引力對(duì)時(shí)間施加了更大的相對(duì)論效應(yīng)。大約2萬(wàn)千米的高空,GPS衛(wèi)星經(jīng)受到的引力拉力大約相當(dāng)于地面上的四分之一。結(jié)果就是星載時(shí)鐘每天快45微秒, GPS要計(jì)入共38微秒的偏差。Ashby解釋說(shuō):“如果衛(wèi)星上沒(méi)有頻率補(bǔ)償,每天將會(huì)增大11千米的誤差。”(這種效應(yīng)事實(shí)上更為復(fù)雜,因?yàn)樾l(wèi)星沿著一個(gè)偏心軌道,有時(shí)離地球較近,有時(shí)又離得較遠(yuǎn)。)
GPS前景
由于GPS技術(shù)所具有的全天候、高精度和自動(dòng)測(cè)量的特點(diǎn),作為先進(jìn)的測(cè)量手段和新的生產(chǎn)力,已經(jīng)融入了國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)和社會(huì)發(fā)展的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。隨著冷戰(zhàn)結(jié)束和全球經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展,美國(guó)政府宣布2000年至2006年期間,在保證美國(guó)國(guó)家安全不受威脅的前提下,取消SA政策,GPS民用信號(hào)精度在全球范圍內(nèi)得到改善,利用C/A碼進(jìn)行單點(diǎn)定位的精度由100米提高到10米,這將進(jìn)一步推動(dòng)GPS技術(shù)的應(yīng)用,提高生產(chǎn)力、作業(yè)效率、科學(xué)水平以及人們的生活質(zhì)量,刺激GPS市場(chǎng)的增長(zhǎng)。據(jù)有關(guān)專(zhuān)家預(yù)測(cè),在美國(guó),單單是汽車(chē)GPS導(dǎo)航系統(tǒng),2000年后的市場(chǎng)將達(dá)到30億美元,而在我國(guó),汽車(chē)導(dǎo)航的市場(chǎng)也將達(dá)到50億元人民幣??梢?jiàn),GPS技術(shù)市場(chǎng)的應(yīng)用前景非??捎^。
GPS特點(diǎn)
全球定位系統(tǒng)的主要特點(diǎn):(1)全球、 全天候工作。①定位精度高。單擊定位精度優(yōu)于10m,采用差分定位,精度可達(dá)厘米級(jí)和毫米級(jí)。②功能多,應(yīng)用廣。GPS系統(tǒng)的特點(diǎn):高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡(jiǎn)便、應(yīng)用廣泛等。 1、定位精度高 應(yīng)用實(shí)踐已經(jīng)證明,GPS相對(duì)定位精度在50KM以?xún)?nèi)可達(dá)10-6,100-500KM可達(dá)10-7,1000KM可達(dá)10-9。在300-1500M工程精密定位中,1小時(shí)以上觀測(cè)的解其平面其平面位置誤差小于1mm,與ME-5000電磁波測(cè)距儀測(cè)定得邊長(zhǎng)比較,其邊長(zhǎng)較差最大為0.5mm,校差中誤差為0.3mm。2、觀測(cè)時(shí)間短 隨著GPS系統(tǒng)的不斷完善,軟件的不斷更新,目前,20KM以?xún)?nèi)相對(duì)靜態(tài)定位,僅需15-20分鐘;快速靜態(tài)相對(duì)定位測(cè)量時(shí),當(dāng)每個(gè)流動(dòng)站與基準(zhǔn)站相距在15KM以?xún)?nèi)時(shí),流動(dòng)站觀測(cè)時(shí)間只需1-2分鐘,然后可隨時(shí)定位,每站觀測(cè)只需幾秒鐘。
GPS功用
全球定位系統(tǒng)的主要用途:(1)陸地應(yīng)用,主要包括車(chē)輛導(dǎo)航、應(yīng)急反應(yīng)、大氣物理觀測(cè)、地球物理資源勘探、工程測(cè)量、變形監(jiān)測(cè)、地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)、 市政規(guī)劃控制等;(2)海洋應(yīng)用,包括遠(yuǎn)洋船最佳航程航線(xiàn)測(cè)定、船只實(shí)時(shí)調(diào)度與導(dǎo)航、海洋救援、海洋探寶、水文地質(zhì)測(cè)量以及海洋平臺(tái)定位、海平面升降監(jiān)測(cè)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(cè)等。
GPS的應(yīng)用
主要是為船舶,汽車(chē),飛機(jī)等運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行定位導(dǎo)航。例如: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(chǎng)降落 3.汽車(chē)自主導(dǎo)航 4.地面車(chē)輛跟蹤和城市智能交通管理 5.緊急救生 6.個(gè)人旅游及野外探險(xiǎn) 7.個(gè)人通訊終端(與手機(jī),PDA,電子地圖等集成一體) 1.電力,郵電,通訊等網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間同步 2.準(zhǔn)確時(shí)間的授入 3.準(zhǔn)確頻率的授入 1.各種等級(jí)的大地測(cè)量,控制測(cè)量 2.道路和各種線(xiàn)路放樣 3.水下地形測(cè)量 4.地殼形變測(cè)量,大壩和大型建筑物變形監(jiān)測(cè) 5.GIS應(yīng)用 6.工程機(jī)械(輪胎吊,推土機(jī)等)控制 7.精細(xì)農(nóng)業(yè)
GPS在道路工程中的應(yīng)用
GPS在道路工程中的應(yīng)用,目前主要是用于建立各種道路工程控制網(wǎng)及測(cè)定航測(cè)外控點(diǎn)等。隨著高等級(jí)公路的迅速發(fā)展,對(duì)勘測(cè)技術(shù)提出了更高的要求,由于線(xiàn)路長(zhǎng),已知點(diǎn)少,因此,用常規(guī)測(cè)量手段不僅布網(wǎng)困難,而且難以滿(mǎn)足高精度的要求。目前,國(guó)內(nèi)已逐步采用GPS技術(shù)建立線(xiàn)路首級(jí)高精度控制網(wǎng),然后用常規(guī)方法布設(shè)導(dǎo)線(xiàn)加密。實(shí)踐證明,在幾十公里范圍內(nèi)的點(diǎn)位誤差只有2厘米左右,達(dá)到了常規(guī)方法難以實(shí)現(xiàn)的精度,同時(shí)也大大提前了工期。GPS技術(shù)也同樣應(yīng)用于特大橋梁的控制測(cè)量中。由于無(wú)需通視,可構(gòu)成較強(qiáng)的網(wǎng)形,提高點(diǎn)位精度,同時(shí)對(duì)檢測(cè)常規(guī)測(cè)量的支點(diǎn)也非常有效。GPS技術(shù)在隧道測(cè)量中也具有廣泛的應(yīng)用前景,GPS測(cè)量無(wú)需通視,減少了常規(guī)方法的中間環(huán)節(jié),因此,速度快、精度高,具有明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
GPS在汽車(chē)導(dǎo)航和交通管理中的應(yīng)用
三維導(dǎo)航是GPS的首要功能,飛機(jī)、輪船、地面車(chē)輛以及步行者都可以利用GPS導(dǎo)航器進(jìn)行導(dǎo)航。汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)是在全球定位系統(tǒng)GPS基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新GPS應(yīng)用型技術(shù)。汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)由GPS導(dǎo)航、自律導(dǎo)航、微處理機(jī)、車(chē)速傳感器、陀螺傳感器、CD-ROM驅(qū)動(dòng)器、LCD顯示器組成。GPS導(dǎo)航系統(tǒng)與電子地圖、無(wú)線(xiàn)電通信網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)車(chē)輛管理信息系統(tǒng)相結(jié)合,可以實(shí)現(xiàn)車(chē)輛跟蹤和交通管理等許多功能。
GPS在長(zhǎng)途客運(yùn)車(chē)輛管理中的應(yīng)用(舉例)
以國(guó)內(nèi)首套專(zhuān)業(yè)的GPS長(zhǎng)途客運(yùn)車(chē)輛管理系統(tǒng)——雅迅長(zhǎng)途客運(yùn)GPS智能管理系統(tǒng)為例,它就是結(jié)合了衛(wèi)星定位技術(shù)、GPRS/CDMA通訊業(yè)務(wù)、GIS技術(shù)、圖像采集技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù),在客運(yùn)公司建立一個(gè)總控(C/S結(jié)構(gòu)和B/S結(jié)構(gòu)相結(jié)合),其它設(shè)為分控,公安部門(mén)和運(yùn)管部門(mén)等各部門(mén)建立專(zhuān)控的中心系統(tǒng),系統(tǒng)由控制中心系統(tǒng)、無(wú)線(xiàn)通信平臺(tái)(GPRS/CDMA)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、車(chē)載設(shè)備四部分組成一個(gè)全天候、全范圍的駕駛員管理和車(chē)輛跟蹤的綜合平臺(tái);系統(tǒng)可對(duì)注冊(cè)車(chē)輛實(shí)施動(dòng)態(tài)跟蹤、監(jiān)控、拍照、行車(chē)記錄、管理、數(shù)據(jù)分析等功能,監(jiān)控車(chē)輛可以在電子地圖上顯示出來(lái),并保存車(chē)輛運(yùn)行軌跡數(shù)據(jù);操作終端可任意選擇服務(wù)器內(nèi)部局域網(wǎng)或國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)對(duì)中心進(jìn)行訪問(wèn)并可通過(guò)IE瀏覽器提供網(wǎng)上綜合客車(chē)管理數(shù)據(jù)分析控制系統(tǒng)(B/S結(jié)構(gòu));且系統(tǒng)軟其容量可隨時(shí)根據(jù)中心服務(wù)器和操作終端硬件配置進(jìn)行擴(kuò)展,最大為五十萬(wàn)輛,入網(wǎng)車(chē)輛不僅可以是長(zhǎng)途客運(yùn)車(chē)輛,也可以旅游車(chē)等社會(huì)車(chē)輛。同時(shí)系統(tǒng)還可以采用分組管理,不同類(lèi)型的車(chē)輛歸入不同分組,便于管理人員的操作。GPS技術(shù)
在導(dǎo)航儀中的應(yīng)用舉例
國(guó)際領(lǐng)先GPS導(dǎo)航儀品牌:Ahada(艾航達(dá))――源自美國(guó)硅谷,現(xiàn)已登錄中國(guó)! 產(chǎn)品核心功能: 1) 地圖查詢(xún) 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(lái),也和可以和別人共享這些位置信息。 模糊的查詢(xún)你附件或某個(gè)位置附近的如加油站,賓館、取款機(jī)等信息, 2) 路線(xiàn)規(guī)劃 GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)會(huì)根據(jù)你設(shè)定的起始點(diǎn)和目的地,自動(dòng)規(guī)劃一條線(xiàn)路。 規(guī)劃線(xiàn)路可以設(shè)定是否要經(jīng)過(guò)某些途徑點(diǎn)。 規(guī)劃線(xiàn)路可以設(shè)定是否避開(kāi)高速等功能。 3) 自動(dòng)導(dǎo)航 語(yǔ)音導(dǎo)航: 用語(yǔ)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(chē)信息,就像一個(gè)懂路的向?qū)Ц嬖V你如何駕車(chē)去目的地一樣。導(dǎo)航中最重要的一個(gè)功能,使你無(wú)需觀看操作終端,通過(guò)語(yǔ)音提示就可以安全到達(dá)目的地。 畫(huà)面導(dǎo)航: 在操作終端上,會(huì)顯示地圖,以及車(chē)子現(xiàn)在的位置,行車(chē)速度,目的地的距離,規(guī)劃的路線(xiàn)提示,路口轉(zhuǎn)向提示的行車(chē)信息。 重新規(guī)劃線(xiàn)路: 當(dāng)你沒(méi)有按規(guī)劃的線(xiàn)路行駛,或者走錯(cuò)路口時(shí)候,GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)會(huì)根據(jù)你現(xiàn)在的位置,為你重新規(guī)劃一條新的到達(dá)目的地的線(xiàn)路。
引GPS種類(lèi)
GPS衛(wèi)星接收機(jī)種類(lèi)很多,根據(jù)型號(hào)分為測(cè)地型、全站型、定時(shí)型、手持型、集成型;根據(jù)用途分為車(chē)載式、船載式、機(jī)載式、星載式、彈載式。 4.2.1 按接收機(jī)的用途分類(lèi) 1. 導(dǎo)航型接收機(jī) 此類(lèi)型接收機(jī)主要用于運(yùn)動(dòng)載體的導(dǎo)航,它可以實(shí)時(shí)給出載體的位置和速度。這類(lèi)接收機(jī)一般采用C/A碼偽距測(cè)量,單點(diǎn)實(shí)時(shí)定位精度較低,一般為±10m,有SA影響時(shí)為±100m。 這類(lèi)接收機(jī)價(jià)格便宜,應(yīng)用廣泛。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同,此類(lèi)接收機(jī)還可以進(jìn)一步分為:車(chē)載型——用于車(chē)輛導(dǎo)航定位;航海型——用于船舶導(dǎo)航定位;航空型——用于飛機(jī)導(dǎo)航定位。由于飛機(jī)運(yùn)行速度快,因此,在航空上用的接收機(jī)要求能適應(yīng)高速運(yùn)動(dòng)。星載型——用于衛(wèi)星的導(dǎo)航定位。由于衛(wèi)星的速度高達(dá)7km/s以上,因此對(duì)接收機(jī)的要求更高。2. 測(cè)地型接收機(jī) 測(cè)地型接收機(jī)主要用于精密大地測(cè)量和精密工程測(cè)量。這類(lèi)儀器主要采用載波相位觀測(cè)值進(jìn)行相對(duì)定位,定位精度高。儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜,價(jià)格較貴。3. 授時(shí)型接收機(jī) 這類(lèi)接收機(jī)主要利用GPS衛(wèi)星提供的高精度時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行授時(shí),常用于天文臺(tái)及無(wú)線(xiàn)電通訊中時(shí)間同步。4.2.2 按接收機(jī)的載波頻率分類(lèi) 單頻接收機(jī) 單頻接收機(jī)只能接收L1載波信號(hào),測(cè)定載波相位觀測(cè)值進(jìn)行定位。由于不能有效消除電離層延遲影響,單頻接收機(jī)只適用于短基線(xiàn)(<15km)的精密定位。雙頻接收機(jī) 雙頻接收機(jī)可以同時(shí)接收L1,L2載波信號(hào)。利用雙頻對(duì)電離層延遲的不一樣,可以消除電離層對(duì)電磁波信號(hào)的延遲的影響,因此雙頻接收機(jī)可用于長(zhǎng)達(dá)幾千公里的精密定位。4.2.3 按接收機(jī)通道數(shù)分類(lèi) GPS接收機(jī)能同時(shí)接收多顆GPS衛(wèi)星的信號(hào),為了分離接收到的不同衛(wèi)星的信號(hào),以實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的跟蹤、處理和量測(cè),具有這樣功能的器件稱(chēng)為天線(xiàn)信號(hào)通道。根據(jù)接收機(jī)所具有的通道種類(lèi)可分為:多通道接收機(jī) 序貫通道接收機(jī) 多路多用通道接收機(jī) 4.2.4 按接收機(jī)工作原理分類(lèi) 碼相關(guān)型接收機(jī) 碼相關(guān)型接收機(jī)是利用碼相關(guān)技術(shù)得到偽距觀測(cè)值。平方型接收機(jī) 平方型接收機(jī)是利用載波信號(hào)的平方技術(shù)去掉調(diào)制信號(hào),來(lái)恢復(fù)完整的載波信號(hào),通過(guò)相位計(jì)測(cè)定接收機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的載波信號(hào)與接收到的載波信號(hào)之間的相位差,測(cè)定偽距觀測(cè)值。混合型接收機(jī) 這種儀器是綜合上述兩種接收機(jī)的優(yōu)點(diǎn),既可以得到碼相位偽距,也可以得到載波相位觀測(cè)值。干涉型接收機(jī) 這種接收機(jī)是將GPS衛(wèi)星作為射電源,采用干涉測(cè)量方法,測(cè)定兩個(gè)測(cè)站間距離。經(jīng)過(guò)20余年的實(shí)踐證明,GPS系統(tǒng)是一個(gè)高精度、全天候和全球性的無(wú)線(xiàn)電導(dǎo)航、定位和定時(shí)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(guó)際性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。測(cè)地型GPS 測(cè)地型接收機(jī)主要用于精密大地測(cè)量和精密工程測(cè)量。這類(lèi)儀器主要采用載波相位觀測(cè)值 進(jìn)行相對(duì)定位,定位精度高。儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜,價(jià)格較貴。根據(jù)使用用途和精度,又分為靜態(tài)(單頻)接收機(jī)和動(dòng)態(tài)(雙頻)接收機(jī)即RTK. 目前,在GPS技術(shù)開(kāi)發(fā)和實(shí)際應(yīng)用方面,國(guó)際上較為知名的生產(chǎn)廠商有美國(guó)Trimble(天寶)導(dǎo)航公司、瑞士Leica Geosystems(徠卡測(cè)量系統(tǒng))、日本TOPCON(拓普康)公司,國(guó)內(nèi)廠家主要有南方測(cè)繪、中海達(dá)、華測(cè)、科力達(dá)等。南方測(cè)繪的GPS接收機(jī)產(chǎn)品主要有RTK S82、S86、S82-1、S86-T、藍(lán)牙靜態(tài)GPS等。其中S82-T采用一體化設(shè)計(jì),集成GPS天線(xiàn)、UHF數(shù)據(jù)鏈、BD970、天寶嵌入式定位技術(shù)、即插即用式U盤(pán)設(shè)計(jì)、藍(lán)牙通訊模塊、鋰電池,其RTK定位精度:平面±(1cm+1ppm),垂直±(2cm+1ppm);靜態(tài)后處理精度:平面±(2.5mm+1ppm),垂直±(5mm+1ppm);單機(jī)定位精度:1.5m(CEP);碼差分定位精度:0.45m(CEP)。中海達(dá)測(cè)繪的GPS接收機(jī)產(chǎn)品主要包括靜態(tài)一體化接收機(jī)HD-8200G和GD-8200X,其中HD-8200G配備有無(wú)線(xiàn)遙控器,可遠(yuǎn)距離查看衛(wèi)星狀況等關(guān)鍵信息,8200X配備有語(yǔ)音導(dǎo)航功能,可通過(guò)面板直接設(shè)置靜態(tài)采集關(guān)鍵參數(shù)衛(wèi)星高度角和采樣間隔。RTK產(chǎn)品主要有珠峰HD-5800、V8 CORS RTK、V8 GNSS RTK。RTK作業(yè)精度:靜態(tài)后處理精度: 平面:±2.5mm+1ppm,高程:±5.0mm+1ppm,RTK定位精度: 平面:±1cm+1ppm,高程:±2cm+1ppm,碼差分定位精度:0.45m(CEP),單機(jī)定位精度:1.5m(CEP)。V8具有八大創(chuàng)新技術(shù)。華測(cè)的GPS接收機(jī)產(chǎn)品主要有X60CORS、X20單頻接收機(jī)、X90一體化RTK、X60雙頻接收機(jī)等。國(guó)內(nèi)通過(guò)中華人民共和國(guó)制造計(jì)量器具許可證獲得的精度最高的產(chǎn)品,其中,X90為28通道雙頻GPS接收機(jī),集成雙頻GPS接收機(jī)、雙頻測(cè)量型GPS天線(xiàn)、UHF無(wú)線(xiàn)電、進(jìn)口藍(lán)牙模塊和電池,動(dòng)態(tài)精度:水平10mm+1ppm,垂直20mm+1ppm;靜態(tài)精度:水平5mm+1ppm,垂直10mm+1ppm,能達(dá)到10-30公里的作用范圍(因?qū)嶋H地域情況有所差別),既可以承受從3米高度跌落到堅(jiān)硬的地面,也可浸入水下1米深處進(jìn)行測(cè)量。X90具有靜態(tài)、快速靜態(tài)、RTK、PPK、碼差分等多種測(cè)量模式,精度范圍為毫米級(jí)到亞米級(jí)。 而且可與天寶,徠卡等主流品牌聯(lián)合作業(yè)。科力達(dá)GPS是一個(gè)新興品牌,主要型號(hào)有風(fēng)云K9和靜態(tài)K7??屏_(dá)風(fēng)云K9雙頻RTK GPS接收機(jī)帶電池重量0.8kg,為國(guó)內(nèi)最輕一款GPS接收機(jī),采用密封橡膠圈設(shè)計(jì),防塵防水等級(jí)達(dá)到IP67。堅(jiān)固輕便的外殼,抗2米自然跌落,2W低功耗,數(shù)據(jù)更新率高達(dá)20Hz,信號(hào)重捕獲:0.5~1.0秒。靜態(tài)精度:平面±3mm+1ppm,高程±5mm+1ppm;RTK精度:平面±1cm+1ppm,高程±2cm+1ppm;碼差分定位精度:0.45m(CEP);單機(jī)定位精度:1.5m(CEP)。采用PAC和Vision 相關(guān)技術(shù),能夠有效消除來(lái)自天線(xiàn)附近或強(qiáng)多路徑干擾環(huán)境下的多路徑干擾信號(hào),具有高精度、高可靠性和高數(shù)據(jù)采樣率的特點(diǎn),經(jīng)升級(jí)可支持俄羅斯的GLONASS衛(wèi)星定位系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)GPS+GLONASS雙星系統(tǒng)定位能力。車(chē)載GPS 當(dāng)通過(guò)硬件和軟件做成GPS定位終端用于車(chē)輛定位的時(shí)候,稱(chēng)為車(chē)載GPS,但光有定位還不行,還要把這個(gè)定位信息傳到報(bào)警中心或者車(chē)載GPS持有人那里,我們稱(chēng)為第三方。所以GPS定位系統(tǒng)中還包含了GSM網(wǎng)絡(luò)通訊(手機(jī)通訊),通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)用短信的方式把衛(wèi)星定位信息發(fā)送到第三方。通過(guò)微機(jī)解讀短信電文,在電子地圖上顯示車(chē)輛位置。這樣就實(shí)現(xiàn)了車(chē)載GPS定位。 與此同時(shí),在車(chē)上安裝相應(yīng)的探測(cè)傳感器,利用車(chē)載GPS定位的GSM網(wǎng)絡(luò)通訊功能,同樣能把防盜報(bào)警信息發(fā)送到第三方,或者把這個(gè)報(bào)警電話(huà)、短信直接發(fā)送到車(chē)主手機(jī)上,完成車(chē)載GPS防盜報(bào)警。這里可以看出,車(chē)載GPS定位的GSM網(wǎng)絡(luò)部分實(shí)際上是一個(gè)智能手機(jī),可以和第三方互相通訊,還可以把車(chē)輛被搶?zhuān)緳C(jī)被劫、被綁架等信息發(fā)送到第三方。 所以說(shuō)車(chē)載GPS定位是定位、防盜、防劫的。目前市場(chǎng)銷(xiāo)售很廣闊,經(jīng)常被大家提及的是一般的民用的導(dǎo)航gps,這樣的gps主要是給汽車(chē)定位,導(dǎo)航。目前越來(lái)越發(fā)達(dá)的道路,錯(cuò)綜復(fù)雜的高架橋給駕駛者越來(lái)越難分辨道路。導(dǎo)航車(chē)載gps的確是給駕駛者帶來(lái)了極大的方便!而且現(xiàn)在的導(dǎo)航gps還具有提前預(yù)警電子眼、查詢(xún)?nèi)珖?guó)旅游景點(diǎn)、酒店等服務(wù)。的確是旅游帶來(lái)了極大的方便!以達(dá)伽馬鷹隼G808為例,以上功能均可以自助實(shí)現(xiàn),遠(yuǎn)程控制和查詢(xún)!類(lèi)似車(chē)載GPS 類(lèi)似車(chē)載GPS終端的還有定位手機(jī)、個(gè)人定位器等。GPS衛(wèi)星定位由于要通過(guò)第三方定位服務(wù),所以要交納不等的月/年服務(wù)費(fèi)。 目前所有的GPS定位終端,都沒(méi)有導(dǎo)航功能。因?yàn)樵傩枰黾佑布蛙浖?,成本提高? 我們?cè)陔娨暲锟吹降能?chē)載GPS廣告,和上述的車(chē)載GPS完全是兩回事。它是一種GPS導(dǎo)航產(chǎn)品,當(dāng)需要導(dǎo)航時(shí),首先定位,也就是導(dǎo)航的起點(diǎn),這與真正的GPS定位是不同的,它不能把定位信息傳送到第三方和持有人那里,因?yàn)閷?dǎo)航儀中缺少手機(jī)功能。比如你把導(dǎo)航儀放在車(chē)?yán)?,你朋友把?chē)借開(kāi)走了,導(dǎo)航儀不能發(fā)信息給你,那你就無(wú)法查找車(chē)輛位置。所以導(dǎo)航儀是不能定位的。你說(shuō)我買(mǎi)的是導(dǎo)航手機(jī)該行了吧,你想想,你把導(dǎo)航手機(jī)放在車(chē)上,現(xiàn)在車(chē)被盜了,那個(gè)手機(jī)會(huì)自己給你或第三方打電話(huà)發(fā)短信嗎?它是需要人來(lái)操作的。所以說(shuō)目前的導(dǎo)航終端都沒(méi)有定位功能。導(dǎo)航終端可以導(dǎo)航路線(xiàn),讓你在陌生的地方不迷路,劃出路線(xiàn)讓你到達(dá)目的地,告訴你自己當(dāng)前位置,和周邊的設(shè)施等等。中國(guó)目前在GPS應(yīng)該上取得了很大的市場(chǎng).其中有很多公司是導(dǎo)航的.但是也有在GPS行業(yè)做定位管理的。各種GPS/GIS/GSM/GPRS車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)軟件、GSM和GPRS移動(dòng)智能車(chē)載終端、系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)整體搭建方案.系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于公安,醫(yī)療,消防,交通,物流等領(lǐng)域。該方案基于NXP的PNX1090 Nexperia移動(dòng)多媒體處理器硬件和由NXP與合作伙伴ALK Technologies聯(lián)合開(kāi)發(fā)的軟件。NXP聲稱(chēng),該方案提供了設(shè)計(jì)師搭建一個(gè)帶導(dǎo)航能力的低成本、多媒體功能豐富的便攜式媒體播放器所需的一切,這些多媒體功能包括:MP3播放、標(biāo)準(zhǔn)和高清晰度視頻播放和錄制、FM收音、圖像存儲(chǔ)和游戲。NXP以其運(yùn)行于PNX0190上的swGPS Personal軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)GPS計(jì)算,從而取代了一個(gè)GPS基帶處理器,進(jìn)而降低了材料清單(BOM)成本并支持現(xiàn)場(chǎng)升級(jí)。跟隨GPS 的一系列關(guān)聯(lián)的應(yīng)用都設(shè)計(jì)到數(shù)學(xué)和算法,和GIS系統(tǒng),地圖投影,坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換!由于衛(wèi)星運(yùn)行軌道、衛(wèi)星時(shí)鐘存在誤差,大氣對(duì)流層、電離層對(duì)信號(hào)的影響,以及人為的SA保護(hù)政策,使得民用GPS的定位精度只有100米。為提高定位精度,普遍采用差分GPS(DGPS)技術(shù),建立基準(zhǔn)站(差分臺(tái))進(jìn)行GPS觀測(cè),利用已知的基準(zhǔn)站精確坐標(biāo),與觀測(cè)值進(jìn)行比較,從而得出一修正數(shù),并對(duì)外發(fā)布。接收機(jī)收到該修正數(shù)后,與自身的觀測(cè)值進(jìn)行比較,消去大部分誤差,得到一個(gè)比較準(zhǔn)確的位置。實(shí)驗(yàn)表明,利用差分GPS(DGPS),定位精度可提高到5米。GPS預(yù)警器 GPS預(yù)警器是通過(guò)GPS衛(wèi)星在GPS預(yù)警器中設(shè)定坐標(biāo)來(lái)完成的,比如遇到一個(gè)電子眼,然后通過(guò)相關(guān)設(shè)備在電子眼的正下方設(shè)立一個(gè)坐標(biāo),這樣,使得裝上這個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)的預(yù)警器到達(dá)這個(gè)點(diǎn)時(shí),在達(dá)到坐標(biāo)點(diǎn)的前300米左右就會(huì)開(kāi)始預(yù)警,告訴車(chē)主前面有電子眼測(cè)速,不能超速駕駛,這樣就起到一個(gè)預(yù)警作用。這樣的準(zhǔn)確率跟數(shù)據(jù)點(diǎn)的多少是有關(guān)系的,主要就是利用衛(wèi)星的定位來(lái)實(shí)現(xiàn)了。試機(jī)辨真假 記者通過(guò)汽車(chē)美容店的一朋友協(xié)助,挑選了4款所謂的“GPS預(yù)警機(jī)”,通過(guò)調(diào)研和試機(jī)對(duì)比,確認(rèn)其中一款是冒牌GPS的“電子狗”。并得出以下結(jié)論:A. GPS預(yù)警器:一個(gè)預(yù)警點(diǎn)報(bào)警一次,單向預(yù)警;定點(diǎn)報(bào)警,不受干擾;預(yù)警準(zhǔn)確率可達(dá)98%以上??蛇x擇的音樂(lè)和語(yǔ)音種類(lèi)多,音質(zhì)較好。B.假GPS預(yù)警器:同一個(gè)預(yù)警點(diǎn)報(bào)警兩次(駛向預(yù)警點(diǎn)和離開(kāi)預(yù)警點(diǎn)都報(bào)警);會(huì)受某些公共設(shè)施如電塔干擾誤報(bào)警;多有漏報(bào),準(zhǔn)確性率低不足70%;報(bào)警音樂(lè)和語(yǔ)音單一,音質(zhì)較差 GPStar智能GPS系統(tǒng) 主要由兩大部分組成,即:本地的監(jiān)控中心軟件管理平臺(tái)和遠(yuǎn)程的GPS智能車(chē)載終端。遠(yuǎn)程的GPS智能車(chē)載終端將車(chē)輛所處的位置信息、運(yùn)行速度、運(yùn)行軌跡等數(shù)據(jù)傳回到監(jiān)控中心,監(jiān)控中心接收到這些數(shù)據(jù)后,會(huì)立即進(jìn)行分析、比對(duì)等處理,并將處理結(jié)果以正常信息或者報(bào)警信息兩類(lèi)形式顯示給管理員,由管理員決定是否要對(duì)目標(biāo)車(chē)輛采取必要措施。
GPS在新世紀(jì)的發(fā)展
進(jìn)入21世紀(jì),全球定位系統(tǒng)(GPS)在各方面的應(yīng)用都將加強(qiáng)和發(fā)展。本文對(duì)GPS走向21世紀(jì)時(shí)的最新發(fā)展情況,特別是當(dāng)前國(guó)際GPS服務(wù)(1GS)的產(chǎn)品內(nèi)容、應(yīng)用和服務(wù)等方面作重點(diǎn)介紹。一 、GPS連續(xù)運(yùn)行站網(wǎng)和綜合服務(wù)系統(tǒng)的發(fā)展 在全球地基GPS連續(xù)運(yùn)行站(約200個(gè))的基礎(chǔ)上所組成的IGS(International GPS Service),是GPS連續(xù)運(yùn)行站網(wǎng)和綜合服務(wù)系統(tǒng)的范例。它無(wú)償向全球用戶(hù)提供GPS各種信息,如GPS精密星歷、快速星歷、預(yù)報(bào)星歷、IGS站坐標(biāo)及其運(yùn)動(dòng)速率、IGS站所接收的GPS信號(hào)的相位和偽距數(shù)據(jù)、地球自轉(zhuǎn)速率等。這些信息在大地測(cè)量和地球動(dòng)力學(xué)方面支持了無(wú)數(shù)的科學(xué)項(xiàng)目,包括電離層、氣象、參考框架、精密時(shí)間傳遞、高分辨的推算地球自轉(zhuǎn)速率及其變化、地殼運(yùn)動(dòng)等。(1) IGS現(xiàn)在提供的軌道有三類(lèi):一是最終(精密)軌道,要在10—12天以后得到它,常用于精密定位;二是快報(bào)軌道,要在1天以后得到,它常用于大氣的水汽含量、電離層計(jì)算等;還有一類(lèi)是預(yù)報(bào)軌道。關(guān)于對(duì)GPS星鐘偏差方面的估計(jì),目前只有兩個(gè)IGS分析中心提供。IGS目前近200個(gè)永久連續(xù)運(yùn)行的全球跟蹤站中,使用的外部頻率標(biāo)準(zhǔn)近70個(gè),其中約30個(gè)使用氫鐘,約20個(gè)使用銫原子鐘,約20個(gè)使用銣原子鐘,其余的使用GPS內(nèi)部的晶體震蕩器。(2) IGS還提供極移和世界時(shí)信息。IGS公布的最終的每日極坐標(biāo)(x,y),其精度為±0.1mas,快報(bào)的相應(yīng)精度為±0.2mas。GPS作為一種空間大地測(cè)量技術(shù),本身并不具備測(cè)定世界時(shí)(UT)的功能,但由于一方面GPS衛(wèi)星軌道參數(shù)和UT相關(guān),另一方面,也和測(cè)定地球自轉(zhuǎn)速率有關(guān),而自轉(zhuǎn)速率又是UT的時(shí)間導(dǎo)數(shù),因此IGS仍能給出每天的日長(zhǎng)(LOD)值。IGS現(xiàn)在還能進(jìn)一步求定章動(dòng)項(xiàng)和高分辨率的極移(達(dá)每2小時(shí)1次,而不是現(xiàn)在的1天1次),后者主要源于IGS各觀測(cè)站觀測(cè)質(zhì)量的提高,數(shù)據(jù)傳輸迅速和及時(shí),以及數(shù)據(jù)處理方法的改進(jìn),并沒(méi)有本質(zhì)的改變,而前者卻是技術(shù)上的一個(gè)跨躍。(3) IGS提供的一個(gè)極為有用和重要的信息是IGS的那些連續(xù)運(yùn)行站(跟蹤站)的坐標(biāo)、相應(yīng)的框架、歷元和站移動(dòng)速度。前者精度好于1cm,后者精度好于1mm/y。IGS站坐標(biāo)所采用的坐標(biāo)參考框架是和IERS互相協(xié)調(diào)的。1993年末開(kāi)始使用ITRF91,1994年使用ITRF92,1995年到1996年中期使用ITRF93,1996年中期到1998年4月一直使用ITRF94,1998年3月1日轉(zhuǎn)而采用ITRF96,1999年8月1日開(kāi)始IGS采用ITRF97。(4) IGS在測(cè)定短期章動(dòng)方面的新貢獻(xiàn)。眾所周知,地球自轉(zhuǎn)軸在地球表面上的移動(dòng)稱(chēng)為極移,而它在慣性空間中的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為歲差和章動(dòng)。GPS技術(shù)不能確定UT,而只能確定日長(zhǎng)。同樣這一原則也適用于章動(dòng),即GPS數(shù)據(jù)不能測(cè)定章動(dòng)的經(jīng)度和傾角,但能確定這些量的時(shí)間變率(對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù))?;谶@一原理,用了3年的每天的ψ和ε值的資料,估算短期章動(dòng)項(xiàng)的章動(dòng)振幅,并與VLBI結(jié)果作了比較。結(jié)論認(rèn)為,就測(cè)定章動(dòng)短周期項(xiàng)而言,GPS方法優(yōu)于VLBI,而對(duì)超過(guò)1個(gè)月以上的長(zhǎng)周期而言,VLBI較優(yōu)。由于對(duì)GPS技術(shù)的IGS作出了如此大的成績(jī)和貢獻(xiàn),因此1999年9月各國(guó)的VLBI站和SLR站決定也組織類(lèi)似于IGS的相應(yīng)的IVS和IVRS。法國(guó)的DORIS和德國(guó)的PRARE也正在考慮成立類(lèi)似模式的國(guó)際組織。力求使這類(lèi)空間大地測(cè)量觀測(cè)系統(tǒng)組織起來(lái),提高效率、提高精度和可靠性。就地區(qū)性的GPS連續(xù)運(yùn)行站網(wǎng)和綜合服務(wù)系統(tǒng)而言,發(fā)達(dá)國(guó)家也已做了很多這方面工作,取得了進(jìn)展。在美國(guó)布設(shè)了GPS“連續(xù)運(yùn)行參考站”(CORS)系統(tǒng)。它由美國(guó)大地測(cè)量局(NGS)負(fù)責(zé),該系統(tǒng)的當(dāng)前目標(biāo)是(1)使美國(guó)各地的全部用戶(hù)能更方便的利用它來(lái)達(dá)到厘米級(jí)水平的定位和導(dǎo)航;(2)促進(jìn)用戶(hù)利用CORS來(lái)發(fā)展GIS;(3)監(jiān)測(cè)地殼形變;④求定大氣中水汽分布;⑤監(jiān)測(cè)電離層中自由電子濃度和分布。截止1999年9月CORS已有156個(gè)站,而美國(guó)NGS宣布為了強(qiáng)化CORS系統(tǒng),從現(xiàn)在起,以每個(gè)月增加3個(gè)站的速度來(lái)改善該系統(tǒng)的空間覆蓋率。此外,CORS的數(shù)據(jù)和信息包括接收的偽距和相位信息、站坐標(biāo)、站移動(dòng)速率矢量、GPS星氣、站四周的氣象數(shù)據(jù)等,用戶(hù)可以通過(guò)信息網(wǎng)絡(luò),如Internet很容易下載而得到。英國(guó)建立的“連續(xù)運(yùn)行GPS參考站”(COGPS)系統(tǒng)的功能和目標(biāo)類(lèi)似于上述CORS,但結(jié)合英國(guó)本土情況還多了一項(xiàng)監(jiān)測(cè)英倫三島周?chē)暮F矫嫦鄬?duì)和絕對(duì)變化的任務(wù)。英國(guó)的COGPS由測(cè)繪局、環(huán)保局、氣象局、農(nóng)業(yè)部、海洋實(shí)驗(yàn)室共同負(fù)責(zé)。目前已有近30個(gè)GPS連續(xù)運(yùn)行站,今后的打算是擴(kuò)建COGPS系統(tǒng)和建立一個(gè)中心,其主要任務(wù)是傳輸、提供、歸檔、處理和分析GPS各站數(shù)據(jù)。日本已建成全國(guó)近1200個(gè)GPS連續(xù)運(yùn)行站網(wǎng)的綜合服務(wù)系統(tǒng)。目前它在以監(jiān)測(cè)地殼形變、預(yù)報(bào)地震為主功能的基礎(chǔ)上,結(jié)合氣象和大氣部門(mén)開(kāi)展GPS大氣學(xué)的服務(wù)。二、 GPS應(yīng)用于電離層監(jiān)測(cè) GPS在監(jiān)測(cè)電離層方面的應(yīng)用,也是GPS空間氣象學(xué)的開(kāi)端。太空中充滿(mǎn)了等離子體、宇宙線(xiàn)粒子、各種波段的電磁輻射,由于太陽(yáng)常在1秒鐘內(nèi)拋出百萬(wàn)噸量級(jí)的帶電物,電離層由此而受到強(qiáng)烈干擾,這是空間氣象學(xué)研究的一個(gè)對(duì)象。通過(guò)測(cè)定電離層對(duì)GPS訊號(hào)的延遲來(lái)確定在單位體積內(nèi)總自由電子含量(TEC),以建立全球的電離層數(shù)字模型。GPS衛(wèi)星發(fā)射L1和L2。兩個(gè)載波。由這兩個(gè)載波可以削弱電離層對(duì)GPS定位的影響,或者說(shuō)可以求定電離層折射。因?yàn)檫@一折射和載波頻率有關(guān)。當(dāng)人們建立地區(qū)或全球電離層數(shù)字模型時(shí),總是作簡(jiǎn)化的假定,所有自由電子含量都表示在一個(gè)單層面上,該面離地面高為H。這樣的話(huà),電子含量正可以用在接收機(jī)和衛(wèi)星連線(xiàn)與此單層面交點(diǎn)(刺入點(diǎn))處的電子含量Es表示,它可以視為E與刺入點(diǎn)處天頂距Z''的函數(shù)Ecos Z''=Es??梢詫⒃谇蛎嫔系碾娮訚舛菶s加以模型化,例如寫(xiě)成經(jīng)緯度的球諧函數(shù)等,這方面有很多專(zhuān)家提出了各種模型。IGS提出了一種電離層地圖的交換格式(10nosphere Map Exchange Format,IONEX—Format),它的作用是使基于各種理論和技術(shù)所獲得的電離層地圖能在統(tǒng)一規(guī)格的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合和比較。電離層模型有各不相同的理論基礎(chǔ),而取得的數(shù)據(jù)來(lái)源的技術(shù)也不同,數(shù)據(jù)覆蓋面也不完整,所以目前只能將IGS和全球各種TEC的圖和GPS衛(wèi)星訊號(hào)的差分碼偏差(differential code biases—DCBS)用IONEX形式向全世界用戶(hù)提供,下一步將通過(guò)比較,逐步聯(lián)合起來(lái)。三、 GPS應(yīng)用于對(duì)流層監(jiān)測(cè) 在GPS應(yīng)用中,早期主要是軌道誤差影響定位精度,而且早期的GPS基線(xiàn)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較短,高差不大,因此對(duì)對(duì)流層的研究沒(méi)有給予很大的重視。直到近期由于GPS軌道精度大大提高后,對(duì)流層折射已成為限制GPS定位精度提高的一個(gè)重要障礙。假設(shè)一個(gè)高程基本為零的地區(qū),接收機(jī)所接收的GPS訊號(hào)從天頂方向傳來(lái)的話(huà),其延遲可以達(dá)到2.2—2.6m這一量級(jí),而2小時(shí)內(nèi)這一延遲變化可達(dá)10cm不是少見(jiàn)的(所以IGS分析中心提供的對(duì)流層參數(shù)是用2小時(shí)間隔一次)。也由于這個(gè)實(shí)際情況,對(duì)流層折射要顧及其隨機(jī)過(guò)程的變化來(lái)加以模型化。在GPS應(yīng)用于對(duì)流層研究中,IGS的快速軌道和預(yù)報(bào)軌道信息對(duì)于天氣預(yù)報(bào)會(huì)起重大作用。此外,IGS通過(guò)德國(guó)GFZ的“IGS對(duì)流層比較和協(xié)調(diào)中心”提供的每2小時(shí)的對(duì)流層天頂延遲系列就象是控制點(diǎn),對(duì)于區(qū)域性或局部性的對(duì)流層研究來(lái)說(shuō),可以起到對(duì)流層延遲絕對(duì)值的標(biāo)定作用。與地基GPS大氣監(jiān)測(cè)不同,星基或空基GPS掩星法測(cè)定氣象的技術(shù)有覆蓋面廣,垂直分辨好,數(shù)據(jù)獲取速度快的優(yōu)點(diǎn)。這一技術(shù)的原理是將GPS接收機(jī)放在某一低軌衛(wèi)星(LEO)或飛行器的平臺(tái)上,該GPS接收機(jī)一方面起到對(duì)該衛(wèi)星(或飛行器)精確定軌的作用,同時(shí)又應(yīng)用GPS掩星技術(shù)起到大氣探測(cè)器的作用。在1997年進(jìn)行的GPS/MET研究項(xiàng)目,證實(shí)了這個(gè)設(shè)想是可行的。預(yù)定于2000年4月發(fā)射的CHAMP衛(wèi)星要利用GPS掩星法進(jìn)行全球?qū)α鲗诱凵?包括大氣可降水分)的測(cè)定。在今后幾年中,還有阿根廷的SAC—C,我國(guó)臺(tái)灣的COS—MIC,這些LEO衛(wèi)星都要用星載GPS來(lái)定軌和利用掩星法測(cè)大氣。今后利用星載GPS的氣象和電子濃度截面數(shù)值,結(jié)合地面GPS站數(shù)據(jù),作成層折圖像提供使用。今后3年中GPS/MET項(xiàng)目研究還要進(jìn)行6次,預(yù)計(jì)它將在天氣預(yù)報(bào)、空間天氣預(yù)報(bào)、氣象監(jiān)測(cè)方面做出巨大貢獻(xiàn)。四 、GPS作為衛(wèi)星測(cè)高儀的應(yīng)用 多路徑效應(yīng)是GPS定位中的一種噪音,至今仍是高精度GPS定位中一個(gè)很不容易解決的“干擾”。過(guò)去幾年利用大氣對(duì)GPS信號(hào)延遲的噪聲發(fā)展了GPS大氣學(xué),目前也正在利用GPS定位中的多路徑效應(yīng)發(fā)展GPS測(cè)高技術(shù),即利用空載GPS作為測(cè)高儀進(jìn)行測(cè)高。它是通過(guò)利用海面或冰面所反射的GPS信號(hào),求定海面或冰面地形,測(cè)定波浪形態(tài),洋流速度和方向。通常衛(wèi)星測(cè)高或空載測(cè)高測(cè)的是一個(gè)點(diǎn),連續(xù)測(cè)量結(jié)果在反向面上是一個(gè)截面,而GPS測(cè)高則是測(cè)量有一定寬度的帶,因此可以測(cè)定反射表面的起伏(地形)。據(jù)報(bào)告,試驗(yàn)時(shí)在空載平面安裝2臺(tái)GPS接收機(jī),1臺(tái)天線(xiàn)向上用于對(duì)載體的定位,1臺(tái)天線(xiàn)向下,用于接收GPS在反射面上的訊號(hào)。美國(guó)在海上作了測(cè)定洋流和波浪的試驗(yàn)。丹麥在格凌蘭作了測(cè)定冰面地形及其變化的試驗(yàn)。
從電子地圖產(chǎn)品需求看GPS導(dǎo)航產(chǎn)品發(fā)展
隨著我國(guó)城市建設(shè)和改造步伐加快,城區(qū)道路不斷新建,錯(cuò)綜復(fù)雜的道路交通甚至衍生出一批以指路為業(yè)者。新建的樓堂館所,新鋪的柏油馬路讓一些本來(lái)熟悉的地方變得陌生,縱橫交錯(cuò)的城市道路,形態(tài)各異的立交橋,使得本城市的居民出門(mén)都不得不經(jīng)常查看地圖。有數(shù)據(jù)表明,每年北京圖書(shū)大廈銷(xiāo)售排行榜的前三名中一定有地圖。地圖的銷(xiāo)售火爆一方面反應(yīng)了城市的發(fā)展日新月異,另一方面也體現(xiàn)了人們對(duì)快節(jié)奏生活的追求,便捷準(zhǔn)確的到達(dá)目的地不僅可以節(jié)省寶貴的時(shí)間,對(duì)開(kāi)車(chē)一族來(lái)說(shuō)更是節(jié)約了高昂的燃油費(fèi)用。對(duì)于熟悉網(wǎng)絡(luò)的年輕人開(kāi)始逐漸使用網(wǎng)絡(luò)上的電子地圖。各大門(mén)戶(hù)網(wǎng)站都努力提供電子地圖的查詢(xún)服務(wù),通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)向網(wǎng)民提供位置和導(dǎo)航服務(wù)。我們?cè)陔娔X上輸入關(guān)鍵詞“電子地圖”,谷歌上相關(guān)網(wǎng)頁(yè)約有14,400,000篇,百度約有20,300,000篇。使用網(wǎng)上地圖已經(jīng)成為網(wǎng)民的一種習(xí)慣,而Yahoo上30%的搜索請(qǐng)求也與本地化資料相關(guān)“去哪不知道怎么走?上網(wǎng)查一下電子地圖。”成了當(dāng)今人們常掛在嘴邊的話(huà)。手持GPS導(dǎo)航產(chǎn)品將進(jìn)入快速發(fā)展期 對(duì)目的地及周邊環(huán)境的精準(zhǔn)查詢(xún)需求帶動(dòng)了GPS導(dǎo)航產(chǎn)品市場(chǎng)的繁榮。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì),歐美國(guó)家導(dǎo)航設(shè)備普及率達(dá)到90%,日本更是超過(guò)95%。一項(xiàng)對(duì)3G應(yīng)用的展望和創(chuàng)意的專(zhuān)業(yè)調(diào)查顯示,17.79%的被調(diào)查者選擇了3G網(wǎng)絡(luò)視頻對(duì)話(huà),15.34%的被調(diào)查者選擇了GPS/地圖搜索,在3G時(shí)代來(lái)臨之際,人們對(duì)GPS/電子地圖的關(guān)注,足以顯現(xiàn)它對(duì)日常生活中的重要性。此外,消費(fèi)及市場(chǎng)需求也促使導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展和走向成熟。2005年,我國(guó)民用汽車(chē)保有量就達(dá)到了3160萬(wàn)輛,但是裝載導(dǎo)航設(shè)備的車(chē)輛,還不足2%。盡管不少汽車(chē)廠家對(duì)其高端車(chē)型在出廠前就安裝了導(dǎo)航系統(tǒng),對(duì)其他低端車(chē)型也會(huì)有選裝導(dǎo)航產(chǎn)品的服務(wù),但價(jià)格不菲的車(chē)載導(dǎo)航儀(花冠的GPS選裝件一項(xiàng)就價(jià)值1.5萬(wàn)元,而后裝型價(jià)格也在7000元左右)讓不少買(mǎi)車(chē)的人放棄了實(shí)用性很強(qiáng)的導(dǎo)航配置。按照私人汽車(chē)擁有量年均增速20%測(cè)算,對(duì)導(dǎo)航產(chǎn)品的需求也是一個(gè)很大的增量。在日本,車(chē)載導(dǎo)航市場(chǎng)滲透率由1992 年的0.4%,到2000年滲透率提高到33%,目前達(dá)到50%。歐盟車(chē)載導(dǎo)航市場(chǎng)市場(chǎng)晚于日本啟動(dòng),到2004年,車(chē)載導(dǎo)航儀的市場(chǎng)滲透率也達(dá)到了 12%。如果中國(guó)車(chē)載導(dǎo)航儀市場(chǎng)的發(fā)展節(jié)奏與日本和歐盟市場(chǎng)相似,車(chē)載導(dǎo)航儀的市場(chǎng)滲透率到2009年將達(dá)到10%,而手持導(dǎo)航設(shè)備市場(chǎng)的發(fā)展速度大大快于車(chē)載導(dǎo)航儀市場(chǎng)。因此有分析師認(rèn)為,手持導(dǎo)航儀會(huì)象MP3、數(shù)碼相機(jī)等日常消費(fèi)者電器一樣,市場(chǎng)的發(fā)展速度將大大快于車(chē)載導(dǎo)航儀市場(chǎng),中國(guó)將最終成為世界上最大的手持導(dǎo)航產(chǎn)品消費(fèi)國(guó)。GPS導(dǎo)航產(chǎn)品有利改善電子地圖市場(chǎng)混亂的現(xiàn)狀 在我國(guó)地圖搜索行業(yè)目前還屬于政府管制,特別是 2007年國(guó)家測(cè)繪局最新《地圖管理規(guī)定》中,對(duì)頒發(fā)地圖測(cè)繪牌照和電子地圖運(yùn)營(yíng)牌照做出了限制。也就是說(shuō)要進(jìn)行地圖搜索的運(yùn)營(yíng)必須通過(guò)政府的嚴(yán)格審核。目前,互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的地圖市場(chǎng)秩序比較混亂,99%的互聯(lián)網(wǎng)地圖存在違法違規(guī)問(wèn)題。市場(chǎng)上的GPS導(dǎo)航儀有很大一部分是劣質(zhì)產(chǎn)品,而且成本都很低,市場(chǎng)價(jià)格倒是高的離譜,價(jià)格很不透明。當(dāng)今市場(chǎng)上導(dǎo)航儀的幾個(gè)類(lèi)型 縱觀國(guó)內(nèi)的GPS導(dǎo)航市場(chǎng),從價(jià)格不到千元的手持產(chǎn)品到高達(dá)萬(wàn)元的車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng),功能款式各異,但由于車(chē)載導(dǎo)航儀價(jià)格高并且不利于隨身攜帶因此除購(gòu)車(chē)時(shí)會(huì)選裝外,大家更樂(lè)于接受小巧便捷式的手持產(chǎn)品。從銷(xiāo)售上看,占據(jù)市場(chǎng)中堅(jiān)地位是導(dǎo)航儀中的中高端產(chǎn)品,這些產(chǎn)品的普遍價(jià)格均在2500元至3500上下,相比于市面上千元以下的低端GPS,這些產(chǎn)品無(wú)論是在外型設(shè)計(jì)還是性能等方面都更勝一籌。而購(gòu)買(mǎi)使用導(dǎo)航儀的消費(fèi)群大多為收入穩(wěn)定的白領(lǐng)階層。年輕時(shí)尚好動(dòng)的他們更樂(lè)于接受科技對(duì)生活帶來(lái)的便利。
中國(guó)GPS導(dǎo)航市場(chǎng)的發(fā)展
中國(guó)GPS導(dǎo)航的市場(chǎng)潛力巨大。截至到2005年底,中國(guó)擁有車(chē)載導(dǎo)航設(shè)備的車(chē)輛不足10萬(wàn)輛,相對(duì)于3000萬(wàn)輛的汽車(chē)總數(shù)來(lái)說(shuō),普及率不到1%。而日本的汽車(chē)車(chē)載導(dǎo)航安裝率高達(dá)59%,歐美約占25%。2006年便攜導(dǎo)航市場(chǎng)應(yīng)該有近5億元的規(guī)模,而隨著市場(chǎng)的高速發(fā)展及新品牌的層出不窮,預(yù)計(jì)2009年中國(guó)汽車(chē)GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端的銷(xiāo)售額將接近100億元。剛剛過(guò)去的2008年,被人們稱(chēng)為中國(guó)的“3G元年”。眾所周知,目前在國(guó)內(nèi)通信領(lǐng)域,最火的就是正在試運(yùn)行的TD-SCDMA——3G標(biāo)準(zhǔn)。作為新一代的通信技術(shù),3G帶給人們非常多的期許。3G牌照的全面發(fā)放,也成了人們共同關(guān)注的焦點(diǎn)。其實(shí)在國(guó)內(nèi)的GPS導(dǎo)航領(lǐng)域也在經(jīng)歷著一場(chǎng)蛻變,第三代PND類(lèi)導(dǎo)航產(chǎn)品的應(yīng)運(yùn)而生,已經(jīng)把人們帶進(jìn)了全新的導(dǎo)航時(shí)代。衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用,將成為十一五”發(fā)展的亮點(diǎn)。在“十一五”期間,衛(wèi)星導(dǎo)航在其它領(lǐng)域如航空、海路、鐵路、建筑、電信、電力等方面的應(yīng)用都會(huì)有很大的發(fā)展空間.衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在三方面:一是衛(wèi)星導(dǎo)航的多系統(tǒng)并存,使系統(tǒng)可用性得以提高,應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒏鼜V闊;二是多元組合導(dǎo)航技術(shù)正在得到推廣應(yīng)用,主要有GPS與移動(dòng)通信基站定位、陀螺、航位推算技術(shù)等的組合應(yīng)用;三是衛(wèi)星導(dǎo)航與無(wú)線(xiàn)通信等其它高技術(shù)相結(jié)合,如GPS接收機(jī)嵌入到蜂窩電話(huà)、便攜式PC、PDA和手表等通信、安全和消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品中,從根本上促進(jìn)了IT技術(shù)的整體發(fā)展。
GPS如何選購(gòu)
一、質(zhì)量過(guò)硬、認(rèn)證齊全、安全第一 在選擇GPS導(dǎo)航產(chǎn)品時(shí),軟件和硬件的配置非常重要。一般來(lái)說(shuō)專(zhuān)業(yè)品牌廠商的硬件配置是比較值得信賴(lài)的。一些山寨的GPS廠商經(jīng)常編造硬件的配置,在液晶屏、GPS芯片、處理器等方面難以保證產(chǎn)品質(zhì)量。他們整個(gè)GPS產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程無(wú)非是將一些硬件進(jìn)行簡(jiǎn)單的整合和組裝。而正規(guī)GPS廠家的硬件配置往往要經(jīng)過(guò)層層把關(guān),并要通過(guò)ISO質(zhì)量生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)(主要是ISO2000質(zhì)量認(rèn)證、ISO14001環(huán)境認(rèn)證)等的認(rèn)證。對(duì)于汽車(chē)產(chǎn)品只有通過(guò)“ISO/TS TS16949標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證”才能向奔馳、大眾等汽車(chē)廠商供應(yīng)產(chǎn)品和服務(wù)。二、軟件好用、數(shù)據(jù)精準(zhǔn)豐富、附加功能多 而在軟件方面最受關(guān)注的自然就是GPS導(dǎo)航地圖數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和更新的及時(shí)性。地圖的經(jīng)常更新造成了電子地圖的制作成本居高不下,因此許多不合格的GPS生產(chǎn)廠商就會(huì)減少地圖更新或是盜版其他電子地圖。消費(fèi)者如果使用采用“假冒偽劣”的地圖的機(jī)器導(dǎo)航,不僅容易“誤入歧途”,甚至?xí)猩kU(xiǎn)。三、品牌卓越、售后有保障、值得信賴(lài) 實(shí)際上,品牌的重要性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了其它。由于衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)在我國(guó)是一個(gè)處于發(fā)展期的高新科技行業(yè),只有那些在市場(chǎng)上耕耘多年的專(zhuān)業(yè)廠商,才能保障產(chǎn)品技術(shù)方面的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),同時(shí)也有資金和實(shí)力為用戶(hù)提供全面、優(yōu)秀的服務(wù)保障。產(chǎn)品的價(jià)格和售后服務(wù)也是購(gòu)買(mǎi)產(chǎn)品要考慮的主要因素。消費(fèi)者都希望能買(mǎi)到質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的產(chǎn)品,但結(jié)果卻未必得償所愿?,F(xiàn)在市場(chǎng)上很多的導(dǎo)航產(chǎn)品 “價(jià)廉”卻并不“物美”。所以,在這里要提醒消費(fèi)者,選購(gòu)產(chǎn)品時(shí),不要被單純的不正常低價(jià)蒙蔽雙眼。對(duì)于與自己駕駛出行、旅游探險(xiǎn)息息相關(guān)的導(dǎo)航產(chǎn)品來(lái)說(shuō),一定不要吝嗇為自己的“出行安全”買(mǎi)單。作為GPS導(dǎo)航產(chǎn)品,產(chǎn)品技術(shù)的升級(jí)和地圖數(shù)據(jù)的更新是非常重要的,只有專(zhuān)業(yè)品牌的廠家才能夠?yàn)橄M(fèi)者及時(shí)提供這樣的服務(wù)。GPS技術(shù)在公路測(cè)量中的應(yīng)用前景 隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)的西部大開(kāi)發(fā)的實(shí)施,我省的高等級(jí)公路建設(shè)迎來(lái)前所末有的發(fā)展機(jī)遇,這就對(duì)勘測(cè)設(shè)計(jì)提出了更高的要求,隨著公路設(shè)計(jì)行業(yè)軟件技術(shù)和硬件設(shè)備的發(fā)展,公路設(shè)計(jì)已實(shí)現(xiàn)CAD化,有些軟件本身還要求提供地面數(shù)字化測(cè)繪產(chǎn)品的支持;建立勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工、后期管理一體化的數(shù)據(jù)鏈,減少數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)抄、輸入等中間環(huán)節(jié),是公路勘測(cè)設(shè)計(jì)“內(nèi)外業(yè)一體化”的要求,也是影響高等級(jí)公路設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展的“瓶頸”所在。目前公路勘測(cè)中雖已采用電子全站儀等先進(jìn)儀器設(shè)備,但常規(guī)測(cè)量方法受橫向通視和作業(yè)條件的限制,作業(yè)強(qiáng)度大,且效率低,大大延長(zhǎng)了設(shè)計(jì)周期??睖y(cè)技術(shù)的進(jìn)步在于設(shè)備引進(jìn)和技術(shù)改造,在目前的技術(shù)條件下引入GPS技術(shù)應(yīng)當(dāng)是首選。四 基于3S技術(shù)行業(yè)系統(tǒng)軟件不同領(lǐng)域的應(yīng)用 例如:基于移動(dòng)3S技術(shù)研發(fā)而成的星瑞源森林資源調(diào)查系統(tǒng)除了擁有手持 GPS導(dǎo)航定位功能外還具有(1)統(tǒng)可以任意加載各種遙感影像圖,掃描 地形圖,傳統(tǒng)矢量圖并可以自動(dòng)接邊,縮略圖智能生成。(2)資源調(diào)查屬性庫(kù)自 定義,點(diǎn)線(xiàn)面圖層定義管理。(3)高精度面積測(cè)量,倆點(diǎn)距離精度測(cè)量。(4) 小班實(shí)測(cè)編輯。(5)高精度野外測(cè)點(diǎn)與配準(zhǔn)。(6)各種坐標(biāo)相互轉(zhuǎn)換,多種數(shù) 據(jù)格式轉(zhuǎn)換。徹底實(shí)現(xiàn)了資源調(diào)查的無(wú)紙化和自動(dòng)化。
GPS在汽車(chē)跟蹤器中的應(yīng)用
GPS利用全球?qū)Ш较到y(tǒng),可以通過(guò)接收衛(wèi)星信號(hào)來(lái)適時(shí)確定地面位置。現(xiàn)代科技通過(guò)GSM無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò),將GPS確定的地面位置傳遞到一些專(zhuān)業(yè)的定位平臺(tái),并在平臺(tái)上標(biāo)注出當(dāng)前位置。用戶(hù)可以用此方法很方便的得到目標(biāo)的位置。GPS在汽車(chē)跟蹤器中的應(yīng)用,已經(jīng)應(yīng)用到了生活的方方面面,在警用調(diào)查中,GPS汽車(chē)跟蹤器是決對(duì)不可缺少的一部分,警察將GPS定位器放到犯罪分子的行動(dòng)工具上后,可以在警用監(jiān)控中心很方便的看到犯罪分子所有的區(qū)域和行動(dòng)路線(xiàn),達(dá)到及時(shí)發(fā)現(xiàn)犯罪窩點(diǎn),解決治安隱患。GPS在汽車(chē)跟蹤中,平臺(tái)是必不可少的,目前在國(guó)內(nèi)有很多這樣的平臺(tái),里面內(nèi)置有各種最新的電子地圖和GOOGLE衛(wèi)星圖片。時(shí)時(shí)的標(biāo)注GPS汽車(chē)跟蹤器上傳的位置信息,讓用戶(hù)一目了然的了解目標(biāo)的位置。
GPS與國(guó)家安全
在最近的國(guó)際新聞報(bào)道中,人們經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn),各國(guó)越來(lái)越多地利用高精尖技術(shù)獲取他國(guó)的機(jī)密信息。以亞洲為例,天上有美、日等國(guó)的間諜衛(wèi)星,海上有很多探測(cè)船,島上有各國(guó)數(shù)以百計(jì)的監(jiān)測(cè)站,基地里有超大型雷達(dá)。在這種背景下中國(guó)近年來(lái)連續(xù)發(fā)現(xiàn)有外國(guó)人在中國(guó)境內(nèi)進(jìn)行非法測(cè)繪。他們這么做的目的各不相同,但有一點(diǎn)是可以肯定的,那就是它危害了中國(guó)的國(guó)家安全。去年四月份日本綜合地球環(huán)境學(xué)研究所派遣了四個(gè)日本人私自到新疆西北部的艾比湖一帶進(jìn)行非法測(cè)繪。他們攜帶GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)),在艾比湖一帶采集地理數(shù)據(jù),這一舉動(dòng)引起了當(dāng)?shù)鼐降淖⒁狻?guó)家測(cè)繪部門(mén)介入調(diào)查后發(fā)現(xiàn),他們已經(jīng)采集到了25個(gè)點(diǎn)的地理數(shù)據(jù),違反了中國(guó)有關(guān)外國(guó)人在中國(guó)境內(nèi)進(jìn)行測(cè)繪的法律規(guī)定。這四個(gè)日本人已被限期離境,并處以罰款。事后該所所長(zhǎng)田高敏龍專(zhuān)門(mén)到新疆表示道歉和反省。更為嚴(yán)重的一次發(fā)生在2006年,日本株式會(huì)社國(guó)土情報(bào)技術(shù)研究所在所長(zhǎng)大林成行帶領(lǐng)下、私自在距新疆和田機(jī)場(chǎng)不到100米的一戶(hù)居民的房頂上架設(shè)了一臺(tái)GPS定位設(shè)備作為固定站,另一臺(tái)GPS接收機(jī)作為流動(dòng)站,精確地獲取了該區(qū)域地理位置的具體數(shù)據(jù)?,F(xiàn)在很多人有一個(gè)認(rèn)識(shí)的誤區(qū),覺(jué)得現(xiàn)在科技那么發(fā)達(dá),像谷歌衛(wèi)星地圖都可以免費(fèi)提供清晰度相當(dāng)高的實(shí)地影象服務(wù),山川地貌、平房高樓、公路鐵路都可以看得很清楚,衛(wèi)星定位也在逐步大量用于商業(yè)服務(wù),地理數(shù)據(jù)還有什么秘密可言?。康珜?shí)際上谷歌提供的只是影象圖,只不過(guò)是俯視角度的影象而已,真正要用在軍事上、科研上的必須要有平面坐標(biāo)、海拔高度等具體數(shù)據(jù)才能正確確定目標(biāo)和位置,在軍事上才真正有命中目標(biāo)的實(shí)用價(jià)值。我國(guó)挖掘機(jī)行業(yè)中,安裝和使用挖掘機(jī)專(zhuān)用的GPS智能服務(wù)系統(tǒng)的企業(yè)越來(lái)越多,越來(lái)越普遍。一方面是為了適應(yīng)金融管理的需要,另一方面可為售后服務(wù)部門(mén)和挖掘機(jī)所有者實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程提供設(shè)備的詳細(xì)信息,使其能夠及時(shí)了解挖掘機(jī)的工作狀況和故障情況。但挖掘機(jī)專(zhuān)用的GPS智能服務(wù)系統(tǒng)具有三維精確定位、遠(yuǎn)程傳輸各種數(shù)據(jù)信息、以及遠(yuǎn)程鎖車(chē)等功能。如果在我國(guó)國(guó)土上正在施工的挖掘機(jī)上大量安裝由外方控制的GPS智能服務(wù)系統(tǒng),將對(duì)我國(guó)家安全造成重大隱患,這些安裝在挖掘機(jī)上的GPS智能服務(wù)系統(tǒng)極有可能成為泄露我重要戰(zhàn)略情報(bào)內(nèi)容的裝置。由于GPS智能服務(wù)系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程鎖車(chē)功能,控制者隨時(shí)可能使大量工程陷入癱瘓。以某日資企業(yè)為例,該公司每年生產(chǎn)和銷(xiāo)售挖掘機(jī)數(shù)千臺(tái)至上萬(wàn),累計(jì)分散在中國(guó)960萬(wàn)平方公里土地上正在施工的挖掘機(jī)有數(shù)萬(wàn)臺(tái)之多,大部分的挖掘機(jī)上都安裝了GPS智能服務(wù)系統(tǒng)。由于支持該系統(tǒng)的服務(wù)器安置在國(guó)外,所有采集到的數(shù)據(jù)全部傳送到日本,經(jīng)過(guò)處理或過(guò)濾后的一小部分?jǐn)?shù)據(jù)再傳回中國(guó),這是違反中國(guó)法律的嚴(yán)重事件,應(yīng)引起其他企業(yè)重視。通過(guò)挖掘機(jī)上的GPS智能服務(wù)系統(tǒng)非法獲取三維坐標(biāo)的地理數(shù)據(jù),這樣做起碼違反了已頒布實(shí)施的《中華人民共和國(guó)測(cè)繪法》和《外國(guó)的組織或者個(gè)人來(lái)華測(cè)繪管理暫行辦法》。為此建議對(duì)涉及國(guó)家安全的挖掘機(jī)專(zhuān)用GPS智能服務(wù)系統(tǒng)加強(qiáng)監(jiān)督,對(duì)系統(tǒng)的開(kāi)放性、保密性應(yīng)分級(jí)管理,制定嚴(yán)格的應(yīng)用范圍;扶持國(guó)內(nèi)自主開(kāi)發(fā)的、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的GPS智能服務(wù)系統(tǒng),并積極推廣、應(yīng)用;在涉及軍事、重要戰(zhàn)略設(shè)施的施工項(xiàng)目中,嚴(yán)格限制外國(guó)品牌或合資品牌設(shè)備的使用......;在制定GPS智能服務(wù)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)、以及系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和推廣、監(jiān)督、管理等方面應(yīng)充分發(fā)揮行業(yè)協(xié)會(huì)的作用。
全球四大GPS系統(tǒng)
美國(guó)GPS:由美國(guó)國(guó)防部于20世紀(jì)70年代初開(kāi)始設(shè)計(jì)、研制,于1993年全部建成。1994年,美國(guó)宣布在10年內(nèi)向全世界免費(fèi)提供GPS使用權(quán),但美國(guó)只向外國(guó)提供低精度的衛(wèi)星信號(hào)。據(jù)信該系統(tǒng)有美國(guó)設(shè)置的“后門(mén)”,一旦發(fā)生戰(zhàn)爭(zhēng),美國(guó)可以關(guān)閉對(duì)某地區(qū)的信息服務(wù)。歐盟“伽利略”:1999年,歐洲提出計(jì)劃,準(zhǔn)備發(fā)射30顆衛(wèi)星,組成“伽利略”衛(wèi)星定位系統(tǒng)。2009年該計(jì)劃正式啟動(dòng)。俄羅斯“格洛納斯”:尚未部署完畢。始于上世紀(jì)70年代,需要至少18顆衛(wèi)星才能確保覆蓋俄羅斯全境;如要提供全球定位服務(wù),則需要24顆衛(wèi)星。中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BeiDou(COMPASS)Navigation Satellite System):是中國(guó)正在實(shí)施的自主發(fā)展、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)是:建成獨(dú)立自主、開(kāi)放兼容、技術(shù)先進(jìn)、穩(wěn)定可靠的覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),促進(jìn)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)鏈形成,形成完善的國(guó)家衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)支撐、推廣和保障體系,推動(dòng)衛(wèi)星導(dǎo)航在國(guó)民經(jīng)濟(jì)社會(huì)各行業(yè)的廣泛應(yīng)用。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶(hù)段三部分組成,空間段包括5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星,地面段包括主控站、注入站和監(jiān)測(cè)站等若干個(gè)地面站,用戶(hù)段包括北斗用戶(hù)終端以及與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容的終端。2003年我國(guó)北斗一號(hào)建成并開(kāi)通運(yùn)行,不同于GPS,“北斗”的指揮機(jī)和終端之間可以雙向交流。去年5月12日四川大地震發(fā)生后,北京武警指揮中心和四川武警部隊(duì)運(yùn)用“北斗”進(jìn)行了上百次交流。北斗二號(hào)系列衛(wèi)星今年起將進(jìn)入組網(wǎng)高峰期,預(yù)計(jì)在2015年形成由三十幾顆衛(wèi)星組成的覆蓋全球的系統(tǒng)。目前,北京時(shí)間1月17日零時(shí)12分,我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長(zhǎng)征三號(hào)丙”運(yùn)載火箭,將第三顆“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星成功送入預(yù)定軌道。2010年6月2日晚23時(shí)53分,中國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長(zhǎng)征三號(hào)丙”運(yùn)載火箭,將第四顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星成功送入太空預(yù)定軌道。
GPS最新發(fā)展趨勢(shì)
車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)的最新發(fā)展趨勢(shì)是利用藍(lán)牙(Bluetooth)無(wú)線(xiàn)技術(shù),接收車(chē)載GPS傳送過(guò)來(lái)的信號(hào)。這樣,車(chē)載系統(tǒng)只需要接收和處理衛(wèi)星信號(hào),顯示裝置則負(fù)責(zé)地圖的存儲(chǔ)和位置的重疊。所以,如果已經(jīng)有了掌上型電腦,只需要購(gòu)買(mǎi)一個(gè)信號(hào)接收器和成圖軟件就可以了;掌上電腦就做到了一機(jī)多用。其實(shí),很多手機(jī)已經(jīng)具備了GPS的功能,若是加上了地圖的重疊功能,就可以變成一套移動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)。
GPS地圖
GPS地圖是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的一種嶄新的地理信息載體,GPS地圖脫胎于地圖,將地圖以數(shù)字的方式存儲(chǔ)呈現(xiàn),并只能在電腦中才能使用。GPS地圖具有顯示、傳輸和分析的功能,GPS地圖可以提供比傳統(tǒng)地圖更佳的呈現(xiàn)方式,如放大、縮小、漫游、搜索以及路徑規(guī)劃
GPS地圖升級(jí)
硬件的售后升級(jí)又有很多途徑,以達(dá)伽馬為例,有三種途徑:方法一:找硬件品牌售后升級(jí) 方法二:到凱立德代理升級(jí)服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)升級(jí)。方法三:撥打電子地圖公司或達(dá)伽馬公司客服電話(huà),寄送光盤(pán)升級(jí)。
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