| 全球衛星定位系統GPS |
| 2012-10-9 中國冷鏈物流網www.www.kk7885.com |
一、全球衛星定位系統GPS簡介
全球衛星定位系統GPS是美軍70年代初在'子午儀衛星導航定位'技術上發展起來的具有全球性、全能性、全天侯性優勢的導航定位、定時、測速系統。全球衛星定位系統GPS由三大子系統構成：空間衛星系統、地面監控系統、用戶接收系統。
1、空間衛星系統
空間衛星系統由均勻分布在6個軌道平面上的24顆高軌道工作衛星構成，各軌道平面相對于赤道平面的傾角為55°，軌道平面間距60°。在每一軌道平面內，各衛星生交角距差90°，任一軌道上的衛星比西邊相鄰軌道上的相應衛星超前30°。空間系統的每顆衛星每12小時沿近圓形軌道繞地球一周，由星載高精度原子鐘控制無線電發射機在"低躁音窗口"附近發射L1、L2兩種載波，向全球的用戶接收系統連續的播發GPS導航信號。GPS工作衛星組網保障全球任一時刻、任一地點都可對4顆以上的衛星進行觀測，實現連續、實時地導航和定位。
2、地面監控系統
地面監控系統由均勻分布在美國本土和三大洋的美軍基地上的5個監測站、一個主控站和三個注入站構成。該系統的功能是：對空間衛星系統進行監控、控制，并向每顆衛星注入更新的導航電文。地面監測站的主要任務是用GPS接收系統測量每顆衛星的偽距和距離差，采集氣象數據，并將觀測數據傳送給主控點。5個監控站均為無人職守的數據采集中心。主控站接受各監測站的GPS衛星觀測數據、衛星工作壯態數據、各監測站和注入站自身的工作狀態數據。根據上述各類數據，及時編算每顆衛星的導航電文傳送給注入站。控制和協調監測站間、注入站間的工作，檢驗注入衛星的導航電文是否正確以及衛星是否將電文發給了GPS用戶系統。診斷衛星工作狀態，改變偏離軌道的衛星位置和姿態，調整備用衛星取代失效衛星。注入站接受主控站送達的各衛星導航電文并將之注入飛越其上空的每顆衛星。
3、用戶接收系統
用戶接收系統主要由以無線電傳感和計算機技術支撐的GPS衛星接收機GPS數據處理軟件構成。GPS接收機能捕獲、跟蹤衛星，接收放大GPS信號并對信號進行解調和濾波處理，還原出GPS衛星發送的導航電文，解求信號在站星間的傳播時間和載波相位差，實時地獲得導航定位數據或采用后處理的方式，獲得定位、測速、定時等數據
目前，全球衛星定位系統已廣泛用于軍事和民用等眾多領域中。GPS技術按待定點的狀態分為靜態定位和動態定位兩大類。靜態定位是指待定點的位置在觀測過程中固定不變，如GPS在大地測量中的應用。動態定位是指待定點在運動載體上，在觀測過程中是變化的，如GPS在船舶導航中的應用。靜態相對定位的精度一般在幾毫米幾厘米范圍內，動態相對定位精度一般在幾厘米到幾米范圍內。
二、全球衛星定位系統GPS在交通運輸中的運用
1、全球衛星定位系統GPS在道路工程中的應用
GPS在道路工程中的應用，目前主要是用于建立各種道路工程控制網及測定航測外控點等。隨著高等級公路的迅速發展，對勘測技術提出了更高的要求，由于線路長，以知點少，因此，用常規測量手段不僅布網困難，而且難以滿足高精度的要求。目前，國內已逐步采用GPS技術建立線路首級高精度控制網，然后用常規方法布設導線加密。實踐證明，在幾十公里范圍內的點位誤差只有2厘米左右，達到了常規方法難以實現的精度，同時也大大提前了工期。GPS技術也同樣應用于特大橋梁的控制測量中。由于無需通視，可構成較強的網形，提高點位精度，同時對檢測常規測量的支點也非常有效。GPS技術在隧道測量中也具有廣泛的應用前景，GPS測量無需通視，減少了常規方法的中間環節，因此，速度快、精度高，具有明顯的經濟和社會效益。
2、GPS在汽車導航和交通管理中的應用
三維導航是GPS的首要功能，飛機、輪船、地面車輛以及步行者都可以利用GPS導航器進行導航。汽車導航系統是在全球定位系統GPS基礎上發展起來的一門新型技術。汽車導航系統由GPS導航、自律導航、微處理機、車速傳感器、陀螺傳感器、CD-ROM驅動器、LCD顯示器組成。GPS導航系統與電子地圖、無線電通信網絡、計算機車輛管理信息系統相結合，可以實現車輛跟蹤和交通管理等許多功能。
（1）車輛跟蹤
利用GPS和電子地圖可以實時顯示出車輛的實際位置，并可任意放大、縮小、還原、換圖；可以隨目標移動，使目標始終保持在屏幕上；還可實現多窗口、多車輛、多屏幕同時跟蹤。利用該功能可對重要車輛和貨物進行跟蹤運輸。
（2）提供出行路線規劃和導航
提供出行路線規劃是汽車導航系統的一項重要的輔助功能，它包括自動線路規劃和人工線路設計。自動線路規劃是由駕駛者確定起點和目的地，由計算機軟件按要求自動設計最佳行駛路線，包括最快的路線、最簡單的路線、通過高速公路路段次數最少的路線的計算。人工線路設計是由駕駛員根據自己的目的地設計起點、終點和途經點等，自動建立路線庫。線路規劃完畢后，顯示器能夠在電子地圖上顯示設計路線，并同時顯示汽車運行路徑和運行方法。
（3）信息查詢
為用戶提供主要物標、如旅游景點、賓館、醫院等數據庫，用戶能夠在電子地圖上顯示其位置。同時，監測中心可以利用監測控制臺對區域內的任意目標所在位置進行查詢，車輛信息將以數字形式在控制中心的電子地圖上顯示出來。
（4）話務指揮
指揮中心可以監測區域內車輛運行狀況，對被監控車輛進行合理調度。指揮中心也可隨時與被跟蹤目標通話，實行管理。
（5）緊急援助
通過GPS定位和監控管理系統可以對遇有險情或發生事故的車輛進行緊急援助。監控臺的電子地圖顯示求助信息和報警目標，規劃最優援助方案，并以報警聲光提醒值班人員進行應急處理。
3、GPS的其它應用
GPS除了用于導航、定位、測量外，由于GPS系統的空間衛星上載有的精確時鐘可以發布時間和頻率信息，因此，以空間衛星上的精確時鐘為基礎，在地面監測站的監控下，傳送精確時間和頻率是GPS的另一重要應用，應用該功能可進行精確時間或頻率的控制，可為許多工程實驗服務。此外，據國外資料顯示，還可利用GPS獲得氣象數據，為某些實驗和工程應用。
全球衛星定位系統GPS是今年以來開發的最具有開創意義的高新技術之一，其全球性、全能性、全天侯性的導航定位、定時、測速優勢必然會在諸多領域中得到越來越廣泛的應用。在發達國家，GPS技術已經開始應用于交通運輸和交通工程。目前，GPS技術在我國道路工程和交通管理中的應用還剛剛起步，隨著我國經濟的發展，高等級公路的快速修建和GPS技術的應用研究的逐步深入，其在道路工程中的應用也會更加廣泛和深入，并發揮更大的作用。 |
| [發表/查看評論] |
 |
推廣信息 |
|
|
|
|
|
 |
 |
| 官方微信：cclcn56 |
官方騰訊微博 |
|
|
返回頂部