【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 現(xiàn)狀。黑龍江省國(guó)土資源廳在哈爾濱市、大慶市、佳木斯市進(jìn)行了試驗(yàn)性工作，建立和使用GPS2000系統(tǒng)，開展各市的礦產(chǎn)資源勘察動(dòng)態(tài)管理工作，減少礦區(qū)范圍界限定位誤差，提高對(duì)地礦資源的有效管理，取得了較好的成果。．在交通及車輛方面的應(yīng)用從九十年代初期開始，至今有七、八年的時(shí)間，我國(guó)GPS車輛跟蹤系統(tǒng)應(yīng)用走過了及其起伏而緩慢的發(fā)展道路，經(jīng)歷了幾起幾落的艱難歷程。1994年——1995年間是第一波，當(dāng)時(shí)有上百家公司都來(lái)?yè)屨糋PS車輛跟蹤系統(tǒng)市場(chǎng)，其中有幾家具備經(jīng)濟(jì)實(shí)力的公司，但真正成功者不多。究其原因不外乎兩個(gè)，一時(shí)市場(chǎng)尚未形成，用戶還沒有迫切需求；二是技術(shù)途徑尚不完善，做成的大多是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)剛出籠的，還達(dá)不到商品化程度的產(chǎn)品。1998年——2000年GPS車輛跟蹤系統(tǒng)市場(chǎng)出現(xiàn)了快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭，此時(shí)的市場(chǎng)逐步趨于成熟，我國(guó)的GPS車輛跟蹤系統(tǒng)的技術(shù)有了較大的提高與發(fā)展。作為系統(tǒng)瓶頸問題的通信網(wǎng)絡(luò)，通過采用GSM公眾網(wǎng)的短消息服務(wù)，找到了新的出路，這對(duì)上檔次上規(guī)模無(wú)疑是大有益處的。第三章 獲得GPS最佳性能的方法綜述 由于GPS的種類分支較多，所以從一個(gè)宏觀的角度說明如何獲得其最佳性能是片面的。所以本文先從總體上提出幾個(gè)重要的影響GPS性能的指標(biāo)從一個(gè)宏觀的角度讓大家有對(duì)GPS的基本性能有一個(gè)初步了解，然后舉出了幾個(gè)具有一定代表性的例子，通過分析這些實(shí)例，將獲得GPS最佳性能的一般方法加以總結(jié)，希望可以借這種方式使讀者就提高GPS性能的問題獲得啟發(fā)。目前，要想從總體上提高GPS的性能需抓住幾個(gè)方面。覆蓋范圍、衛(wèi)星數(shù)量和軌道特性、定位時(shí)間和靈敏度、用戶容量、生存能力、成本、拓展能力等。下面讓我們逐一說明。 覆蓋范圍、衛(wèi)星數(shù)量和軌道特性GPS是覆蓋全球的全天候?qū)Ш较到y(tǒng)。能夠確保地球上任何地點(diǎn)、任何時(shí)間能同時(shí)觀測(cè)到69顆衛(wèi)星(實(shí)際上最多能觀測(cè)到11顆。在6個(gè)軌道平面上設(shè)置24顆衛(wèi)星，軌道赤道傾角55176。，軌道面赤道角距60176。航衛(wèi)星為準(zhǔn)同步軌道，繞地球一周11小時(shí)58分。可向用戶提供全天候、二十四小時(shí)的即時(shí)定位服務(wù)。由此可見，如果單純的考慮覆蓋范圍、衛(wèi)星數(shù)量、軌道特性幾個(gè)方面，GPS是完全可以滿足所有用戶的。GPS是一種基于衛(wèi)星的定位系統(tǒng)，它最初由美國(guó)軍方設(shè)計(jì)并受美國(guó)軍方的控制，可以為任何人免費(fèi)使用。這個(gè)系統(tǒng)是由在6個(gè)中間環(huán)形軌道上運(yùn)行的24顆衛(wèi)星組成，一個(gè)衛(wèi)星環(huán)繞軌道運(yùn)轉(zhuǎn)一周的時(shí)間接近12個(gè)小時(shí)。每個(gè)衛(wèi)星不斷地發(fā)送關(guān)于當(dāng)前時(shí)間、所有衛(wèi)星的位置以及像歷書(almanac)和星歷(ephemeris)這樣的一些相關(guān)數(shù)據(jù)信息。GPS接收器使用這種信息來(lái)計(jì)算其自身與衛(wèi)星之間的距離。為確定位置，GPS接收器必須接收來(lái)自至少三個(gè)衛(wèi)星的信號(hào)。GPS是被動(dòng)式偽碼單向測(cè)距三維導(dǎo)航，由用戶設(shè)備獨(dú)立解算自己三維定位數(shù)據(jù)。這種方式不需要考慮復(fù)雜的誤差模型,具有解算模型簡(jiǎn)單、定位精度高等優(yōu)點(diǎn)。但這種測(cè)距方式也存在一些不足,如隨著距離的增加,對(duì)流層延遲、電離層延遲等誤差的相關(guān)性減弱,必須相應(yīng)地延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間,才能達(dá)到預(yù)期精度。建立地面測(cè)站網(wǎng)可以解決這個(gè)問題,但增加了成本,并且在一些無(wú)法建立基準(zhǔn)站的地方不能進(jìn)行測(cè)量。若使用單點(diǎn)定位則不需要基準(zhǔn)站數(shù)據(jù),完全利用單接收機(jī)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行定位解算,因此具有應(yīng)用范圍廣、使用成本低、靈活性高和能進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)。它唯一的缺點(diǎn)是定位精度低。在中止SA技術(shù)以后,C/A碼偽距單點(diǎn)定位的二維位置精度也只能達(dá)到177。23m。使用P碼雖然能極大地提高定位精度,但其并不對(duì)外開放。C/A碼單點(diǎn)定位的精度偏低,但接收機(jī)測(cè)量所得的多普勒頻移具有很高的精度。因此,如果從多普勒頻移的角度出發(fā),可以在使用C/A碼的情況下提高單點(diǎn)定位精度。 定位時(shí)間和靈敏度：GPS的首次定位時(shí)間(TTFF)很大程度上決定于接收器的接收靈敏度，以及可見衛(wèi)星的數(shù)量、每個(gè)衛(wèi)星信號(hào)的強(qiáng)度、衛(wèi)星在天空中的分布以及接收器對(duì)天空的視角。在一種不利的環(huán)境中，例如信號(hào)較弱的城市高樓間隙或者室內(nèi)，某些情況下需要幾分鐘的時(shí)間來(lái)計(jì)算位置。這對(duì)于本地服務(wù)(LBS)或者緊急呼叫(E911)來(lái)說是不可接受的，這些情況需要一種更快的獲取時(shí)間。為此，我今天介紹的解決措施是利用輔助型GPS(AGPS)來(lái)解決不利環(huán)境下的TTFF問題。AGPS的開發(fā)部分地受到美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)的E911強(qiáng)制要求能對(duì)緊急呼叫者提供蜂窩電話的定位所推動(dòng)。AGPS的目的是或者提高TTFF，或者當(dāng)它不能提高TTFF時(shí)使定位運(yùn)算成為可能。在過去的幾年，在AGPS這個(gè)關(guān)鍵詞之下開發(fā)出了不同的概念和解決方案，其中很多是受專利保護(hù)的。這些不同的概念可以分成支持型GPS(aided GPS)和輔助型GPS兩類(assisted GPS)。支持型GPS通過在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送歷書、星歷、粗略的位置和時(shí)間來(lái)提高TTFF。這種支持型數(shù)據(jù)可以在控制層面(control plane)上發(fā)送，或者移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的用戶層面(user plane)上。位置的運(yùn)算大多數(shù)發(fā)生在移動(dòng)設(shè)備上。輔助型GPS使得采用快速TTFF計(jì)算位置成為可能。為實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)，利用像時(shí)間同步、更準(zhǔn)確的位置、多普勒和頻率這樣的額外信息用來(lái)確定位置。這種額外信息可以通過使用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)控制層面的基礎(chǔ)設(shè)備來(lái)獲得，像高級(jí)前向鏈路三邊測(cè)量(AFLT)這樣的機(jī)制被用來(lái)確定移動(dòng)設(shè)備的位置。這里，信號(hào)從移動(dòng)設(shè)備發(fā)出，幾個(gè)移動(dòng)基站接收并進(jìn)行測(cè)量。位置的計(jì)算可以在移動(dòng)設(shè)備內(nèi)發(fā)生(基于移動(dòng)設(shè)備的)，或者在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上(基于網(wǎng)絡(luò)的)。基于移動(dòng)設(shè)備的輔助型GPS解決方案通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)接收額外的輔助GPS數(shù)據(jù)，但是在移動(dòng)設(shè)備上進(jìn)行位置計(jì)算。這意味著LBS或者E911服務(wù)必須從移動(dòng)設(shè)備得到當(dāng)前的位置。采用基于網(wǎng)絡(luò)的輔助型GPS解決方案，移動(dòng)設(shè)備發(fā)送原始的GPS數(shù)據(jù)到移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的GPS輔助服務(wù)器。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器可以利用直接來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的額外輔助GPS信息來(lái)計(jì)算位置。在計(jì)算之后，位置數(shù)據(jù)被發(fā)送到接收器。LBS或者E911服務(wù)可以直接訪問網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的位置數(shù)據(jù)庫(kù)。 AGPS的好處是改善TTFF、增加靈敏性以及使可用性最大化，存在這些優(yōu)點(diǎn)是因?yàn)榻邮掌鞑辉俦仨毾螺d和解碼來(lái)自GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，接收器可以使用更多的時(shí)間和處理能力來(lái)跟蹤GPS信號(hào)。在這里，我要說明由