《gps原理與應(yīng)用》ppt課件-文庫(kù)吧
2025-01-02 15:31 本頁(yè)面
【正文】 原理 ? GPS是由 27顆美國(guó)國(guó)防部發(fā)射的導(dǎo)航衛(wèi)星組成的無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)，由衛(wèi)星、地面站、接收機(jī)三部分組成。 ? 在地面上，只要用一部 GPS接收機(jī)測(cè)出 34顆衛(wèi)星信號(hào)到達(dá)本接收機(jī)的時(shí)間，就可準(zhǔn)確推算出接收機(jī)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(shí)間、運(yùn)動(dòng)速度等數(shù)據(jù)。 1． GPS系統(tǒng)的組成 GPS由三個(gè)獨(dú)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(gè)主控站 ， 3個(gè)注入站 ， 5個(gè)監(jiān)測(cè)站 。 ● 用戶設(shè)備部分：接收 GPS衛(wèi)星發(fā)射信號(hào) ， 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(yùn)動(dòng)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(huì)的方法，確定待測(cè)點(diǎn)的位置。即衛(wèi)星不間斷地發(fā)送自身的星歷參數(shù)和時(shí)間信息，用戶接收到這些信息后，經(jīng)過(guò)計(jì)算求出接收機(jī)的三維位置，三維方向以及運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間信息。 如圖 111所示，假設(shè) t時(shí)刻在地面待測(cè)點(diǎn)上安置 GPS接收機(jī)，可以測(cè)定 GPS信號(hào)到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間△ t，再加上接收機(jī)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(gè)方程式，進(jìn)而求得未知數(shù)（ x， y， z， t）（定位、定時(shí)）。 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(guó)軍方控制 。 軍用 GPS 產(chǎn)品主要用來(lái)確定并跟蹤在野外行進(jìn)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(jī)提供位置和導(dǎo)航信息等 。 ? 在商業(yè)領(lǐng)域 ， 消費(fèi)類(lèi) GPS主要用在勘測(cè)制圖 ，航空 、 航海導(dǎo)航 ， 車(chē)輛追蹤系統(tǒng) ， 移動(dòng)計(jì)算機(jī)和蜂窩電話平臺(tái)等方面 。 ? 勘測(cè)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(cè)方面的應(yīng)用 有：結(jié)構(gòu)和工程勘測(cè)、道路測(cè)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(shí)時(shí)使用。制圖過(guò)程中使用大量的GIS數(shù)據(jù)庫(kù)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(jī)構(gòu)使用 GPS設(shè)備來(lái)跟蹤他們的車(chē)輛位置，這一般需要借助無(wú)線通信技術(shù)。一 些 GPS接收器集成了收音機(jī)、無(wú)線電話和移動(dòng)數(shù)據(jù)終端來(lái)適應(yīng)車(chē)隊(duì)管理的需要。 ? 最近，越來(lái)越多普通消費(fèi)者買(mǎi)得起的 GPS接收器出現(xiàn)了。隨著技術(shù)的進(jìn)步，這些設(shè)備的功能越來(lái)越完善，幾乎每月都有新的功能出現(xiàn)，但價(jià)格在下跌，尺寸也越來(lái)越小了。 ? 消費(fèi)類(lèi) GPS手持機(jī)的價(jià)格從幾百元到幾千元不等，它們基本上都有 12個(gè)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(jí)的地圖軟件，可以在 PC的屏幕上實(shí)時(shí)跟蹤你的位置或自動(dòng)導(dǎo)航。 六、常用的 GPS接收器及其分類(lèi) ? GPS接收機(jī)的基本類(lèi)型分導(dǎo)航型和大地型。 導(dǎo)航型 如下兩種： ? 一是汽車(chē)導(dǎo)航儀 ? 二是 GPS手持機(jī) GPS手持機(jī)按用途可分為陸用型、空用型、海用型。陸用型 GPS手持機(jī)一般沒(méi)有內(nèi)置地圖，主要利用航路點(diǎn)記錄，選擇相應(yīng)航路點(diǎn)可自動(dòng)生成路線。 大地型接收機(jī) 又分單頻型和雙頻型 。 圖片：導(dǎo)航型 GPS機(jī) 手持型 GPS機(jī) 車(chē)載型 GPS機(jī) 圖片：大地型 GPS接收機(jī) 單頻機(jī) 雙頻機(jī) 接收器 種類(lèi) 輕便導(dǎo)航 接收器 種類(lèi) 精密 測(cè)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(yùn)行（每四顆一組），一般不會(huì)有超過(guò) 12個(gè)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(jì)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(jì)算 3維坐標(biāo)。對(duì)于一個(gè)給定的位置， GPS接收器知道在此時(shí)哪些衛(wèi)星在附近，因?yàn)樗煌５亟邮諒男l(wèi)星發(fā)來(lái)的更新信號(hào)。 2．并行通道 一些消費(fèi)類(lèi) GPS設(shè)備有 2～ 5條并行通道接收衛(wèi)星信號(hào)。因?yàn)樽疃嗫赡苡?12顆衛(wèi)星是可見(jiàn)的（平均值是 8），這意味著 GPS接收器必須按順序訪問(wèn)每一顆衛(wèi)星來(lái)獲取每顆衛(wèi)星的信息。 3．定位時(shí)間 是指重啟動(dòng)你的 GPS接收器時(shí)，它確定現(xiàn)在位
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