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gps系统

编辑:chaxungu时间:2022-09-28 06:01:00分类:自然天文

目前世界使用最多的全球卫星导航定位系统是美国的gps系统,一共由24颗卫星组成。它采用时间测距定位原理,可对地面车辆、海上船只、飞机、导弹、卫星和飞船等各种移动用户进行全天侯的、实时的高精度三维定位测速和精确授时。

gps系统
  gps系统是由分布在6个轨道面上的24颗卫星组成的星座。gps卫星的轨道高度为20000km,星上装有10-13高精确度的原子钟。地面上有一个主控站和多个监控站,定期地对星座的卫星进行精确的位置和时间测定,并向卫星发出星历信息。用户使用gps接收机同时接收4颗以上卫星的信号,即可确定自身所在的经纬度、高度及精确时间。

车载gps导航系统,其内置的gps天线会接收到来自环绕地球的24颗gps卫星中的至少3颗所传递的数据信息,结合储存在车载导航仪内的电子地图,通过gps卫星信号确定的位置坐标与此相匹配,进行确定汽车在电子地图中的准确位置,这就是平常所说的定位功能。

  gps系统的军用定位精度<10m,民用定位精度<100m。美国在海湾战争、科索沃战争和阿富汗战争中广泛使用了gps系统。
  俄罗斯也有类似的系统,名叫glonass系统。但由于俄经济困难,且卫星寿命短,星座不能保持足够数目,影响了其正常功能。

静态定位中,gps接收机在捕获和跟踪gps卫星的过程中固定不变,接收机高精度地测量gps信号的传播时间,利用gps卫星在轨的已知位置,解算出接收机天线所在位置的三维坐标。而动态定位则是用gps接收机测定一个运动物体的运行轨迹。gps信号接收机所位于的运动物体叫做载体(如航行中的船舰,空中的飞机,行走的车辆等)。载体上的gps接收机天线在跟踪gps卫星的过程中相对地球而运动,接收机用gps信号实时地测得运动载体的状态参数(瞬间三维位置和三维速度)。
在长途班车、旅游客车、危险品运输车辆上安装车载gps卫星定位系统后,通过中心监控系统可以对车辆进行实时监控,对管理部门监督驾驶员超速行车、疲劳驾驶、提高运输生产组织水平等具有积极的辅助管理作用;同时监控中心可对与正处于超速、抛锚等情况的长途营运车实施报警功能,从而降低交通事故的发生率,提高运输安全生产具有积极的意义。目前车载gps系统已被相关管理部门和企业所认识并正在积极推广应用中。

接收机硬件和机内软件以及gps数据的后处理软件包,构成完整的gps用户设备。gps接收机的结构分为天线单元和接收单元两大部分。对于测地型接收机来说,两个单元一般分成两个独立的部件,观测时将天线单元安置在测站上,接收单元置于测站附近的适当地方,用电缆线将两者连接成一个整机。也有的将天线单元和接收单元制作成一个整体,观测时将其安置在测站点上。

gps接收机一般用蓄电池做电源。同时采用机内机外两种直流电源。设置机内电池的目的在于更换外电池时不中断连续观测。在用机外电池的过程中,机内电池自动充电。关机后,机内电池为ram存储器供电,以防止丢失数据。
什么是nmea
nmea协议是为了在不同的gps(全球定位系统)导航设备中建立统一的btcm(海事无线电技术委员会)标准,由美国国家海洋电子协会(nmea-thenationalmarineelectronicsassocia-tion)制定的一套通讯协议。gps接收机根据nmea-0183协议的标准规范,将位置、速度等信息通过串口传送到pc机、pda等设备。
nmea-0183协议是gps接收机应当遵守的标准协议,也是目前gps接收机上使用最广泛的协议,大多数常见的gps接收机、gps数据处理软件、导航软件都遵守或者至少兼容这个协议。不过,也有少数厂商的设备使用自行约定的协议比如garmin的gps设备(部分garmin设备也可以输出兼容nmea-0183协议的数据)。

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