《gps原理與應(yīng)用》ppt課件-文庫吧
2025-01-02 15:31 本頁面
【正文】 原理 ? GPS是由 27顆美國國防部發(fā)射的導(dǎo)航衛(wèi)星組成的無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，由衛(wèi)星、地面站、接收機三部分組成。 ? 在地面上，只要用一部 GPS接收機測出 34顆衛(wèi)星信號到達本接收機的時間，就可準(zhǔn)確推算出接收機所在地（可以是地面或天上任何位置）的經(jīng)緯度、海拔高度、時間、運動速度等數(shù)據(jù)。 1． GPS系統(tǒng)的組成 GPS由三個獨立的部分組成： ● 空間部分： 21顆工作衛(wèi)星 ， 3顆備用衛(wèi)星 。 ● 面支撐系統(tǒng)： 1個主控站 ， 3個注入站 ， 5個監(jiān)測站 。 ● 用戶設(shè)備部分：接收 GPS衛(wèi)星發(fā)射信號 ， 以獲得必要的導(dǎo)航和定位信息 ， 經(jīng)數(shù)據(jù)處理 ， 完成導(dǎo)航和定位工作 。 2． GPS定位原理 GPS定位的基本原理是根據(jù)高速運動的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會的方法，確定待測點的位置。即衛(wèi)星不間斷地發(fā)送自身的星歷參數(shù)和時間信息，用戶接收到這些信息后，經(jīng)過計算求出接收機的三維位置，三維方向以及運動速度和時間信息。 如圖 111所示，假設(shè) t時刻在地面待測點上安置 GPS接收機，可以測定 GPS信號到達接收機的時間△ t，再加上接收機所接收到的衛(wèi)星星歷等其它數(shù)據(jù)可以確定以下四個方程式，進而求得未知數(shù)（ x， y， z， t）（定位、定時）。 圖 111 GPS定位原理 五、 GPS的應(yīng)用 ? GPS最初就是為軍方提供精確定位而建立的 ，至今它仍然由美國軍方控制 。 軍用 GPS 產(chǎn)品主要用來確定并跟蹤在野外行進中的士兵和裝備的坐標(biāo) ， 給海中的軍艦導(dǎo)航 ， 為軍 用飛機提供位置和導(dǎo)航信息等 。 ? 在商業(yè)領(lǐng)域 ， 消費類 GPS主要用在勘測制圖 ，航空 、 航海導(dǎo)航 ， 車輛追蹤系統(tǒng) ， 移動計算機和蜂窩電話平臺等方面 。 ? 勘測制圖由一系列的定位系統(tǒng)組成，一般都要求特殊的 GPS設(shè)備。 ? 在勘測方面的應(yīng)用 有：結(jié)構(gòu)和工程勘測、道路測量和地質(zhì)研究。收集到的數(shù)據(jù)可以以后再估算，也可以在 野外實時使用。制圖過程中使用大量的GIS數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，還有紙質(zhì)地圖的數(shù)據(jù)。 許多 商業(yè)和政府機構(gòu)使用 GPS設(shè)備來跟蹤他們的車輛位置，這一般需要借助無線通信技術(shù)。一 些 GPS接收器集成了收音機、無線電話和移動數(shù)據(jù)終端來適應(yīng)車隊管理的需要。 ? 最近，越來越多普通消費者買得起的 GPS接收器出現(xiàn)了。隨著技術(shù)的進步，這些設(shè)備的功能越來越完善，幾乎每月都有新的功能出現(xiàn)，但價格在下跌，尺寸也越來越小了。 ? 消費類 GPS手持機的價格從幾百元到幾千元不等，它們基本上都有 12個并行通道和數(shù)據(jù)功能。有些甚至能與便攜電腦相連，可以上傳 /下載 GPS信息，并且使用精確到街道級的地圖軟件，可以在 PC的屏幕上實時跟蹤你的位置或自動導(dǎo)航。 六、常用的 GPS接收器及其分類 ? GPS接收機的基本類型分導(dǎo)航型和大地型。 導(dǎo)航型 如下兩種： ? 一是汽車導(dǎo)航儀 ? 二是 GPS手持機 GPS手持機按用途可分為陸用型、空用型、海用型。陸用型 GPS手持機一般沒有內(nèi)置地圖，主要利用航路點記錄，選擇相應(yīng)航路點可自動生成路線。 大地型接收機 又分單頻型和雙頻型 。 圖片：導(dǎo)航型 GPS機 手持型 GPS機 車載型 GPS機 圖片：大地型 GPS接收機 單頻機 雙頻機 接收器 種類 輕便導(dǎo)航 接收器 種類 精密 測量 七、 GPS的性能指標(biāo) 1．衛(wèi)星軌跡 有 24顆 GPS衛(wèi)星沿六條軌道繞地球運行（每四顆一組），一般不會有超過 12個衛(wèi)星在地球的同一邊，大多數(shù) GPS接收器可以追蹤 8～ 12顆衛(wèi)星。計算 LAT/LONG（ 2維）坐標(biāo)至少需要 3顆衛(wèi)星。再加一顆就可以計算 3維坐標(biāo)。對于一個給定的位置， GPS接收器知道在此時哪些衛(wèi)星在附近，因為它不停地接收從衛(wèi)星發(fā)來的更新信號。 2．并行通道 一些消費類 GPS設(shè)備有 2～ 5條并行通道接收衛(wèi)星信號。因為最多可能有 12顆衛(wèi)星是可見的（平均值是 8），這意味著 GPS接收器必須按順序訪問每一顆衛(wèi)星來獲取每顆衛(wèi)星的信息。 3．定位時間 是指重啟動你的 GPS接收器時，它確定現(xiàn)在位
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