一、全球定位系统有哪些?
1、美国的GPS系统
GPS 是英文Global Positioning System(全球定位系统)的简称,而其中文简称为“球位系”。GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统 。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、 全天候和全球性的导航服务,并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的,是美国独霸全球战略的重要组成。经过20余年的研究实验,耗资300亿美元,到1994年3月,全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。
2、伽利略卫星导航系统
伽利略卫星导航系统(Galileo satellite navigation system),是由欧盟研制和建立的全球卫星导航定位系统,该计划于1999年2月由欧洲委员会公布,欧洲委员会和欧空局共同负责。系统由轨道高度为23616km的30颗卫星组成,其中27颗工作星,3颗备份星。卫星轨道高度约2.4万公里,位于3个倾角为56度的轨道平面内。截止2016年12月,已经发射了18颗工作卫星,具备了早期操作能力(EOC),并计划在2019年具备完全操作能力(FOC)。全部30颗卫星(调整为24颗工作卫星,6颗备份卫星)计划于2020年发射完毕。
3、俄罗斯GLONASS系统
俄罗斯GLONASS系统也由卫星星座、地面支持系统和用户设备三部分组成。GLONASS星座由24颗工作星和3颗备份星组成, 所以GLONASS星座共由24颗卫星组成。24颗星均匀地分布在3个近圆形的轨道平面上,这三个轨道平面两两相隔120度,每个轨道面有8颗卫星,同平面内的卫星之间相隔45度, 轨道高度1.91万公里,运行周期11小时15分,轨道倾角64.8度。
4、中国北斗卫星导航系统
中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统(BDS)和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO,是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。
扩展资料:
北斗卫星导航系统建设原则
北斗卫星导航系统的建设与发展,以应用推广和产业发展为根本目标,不仅要建成系统,更要用好系统,强调质量、安全、应用、效益,遵循以下建设原则:
1、开放性。北斗卫星导航系统的建设、发展和应用将对全世界开放,为全球用户提供高质量的免费服务,积极与世界各国开展广泛而深入的交流与合作,促进各卫星导航系统间的兼容与互操作,推动卫星导航技术与产业的发展。
2、自主性。中国将自主建设和运行北斗卫星导航系统,北斗卫星导航系统可独立为全球用户提供服务。
二、全球定位系统十大品牌
全球定位系统十大品牌:为您导航选择提供参考
在当今数字化和高科技的世界中,全球定位系统(GPS)已经成为我们生活中不可或缺的一部分。无论是在驾车导航、户外探险还是航海航行中,GPS技术都起着至关重要的作用。然而,随着市场的发展和竞争的日益激烈,如何在众多的GPS品牌中作出明智的选择成为了一个棘手的问题。
本篇博文将为您介绍全球定位系统领域中的十大品牌,帮助您在海量选择中找到适合自己的GPS导航设备。
1. 汽车导航GPS
对于汽车导航系统而言,市面上出现了许多广受欢迎的品牌。其中,Garmin、TomTom和Pioneer是备受推崇的顶级品牌。
Garmin:Garmin作为全球最大的GPS制造商之一,一直以来以卓越的导航性能和卓越的用户体验而闻名。其产品提供准确的导航、实时交通信息和智能路线规划,成为许多车主的首选。
TomTom:TomTom作为欧洲最受欢迎的导航品牌之一,以可靠的导航技术和用户友好的界面而备受赞誉。不仅如此,TomTom还为用户提供丰富的附加功能,如语音导航、实时定位等,为驾车导航带来便利和安全性。
Pioneer:Pioneer作为日本知名的汽车音响品牌,其导航系统也备受消费者的喜爱。Pioneer的GPS产品注重细节设计和操作简便性,为用户提供顶级的驾车导航体验。
2. 运动探险GPS
对于户外探险爱好者而言,选择一款可靠的运动探险GPS至关重要。以下是我推荐的两个顶级品牌。
Garmin:Garmin作为全球领先的GPS品牌,其运动探险GPS产品既功能强大又稳定可靠。Garmin的产品不仅提供全球卫星定位系统的覆盖,还包括许多户外运动特定的功能,如高度测量、步数统计等。它可以帮助您记录并改善户外运动的表现。
Suunto:Suunto是著名的芬兰运动手表和户外设备制造商。其运动探险GPS产品在多项户外运动方面都表现出色,如登山、越野跑、骑行等。Suunto的产品以其耐用性、精准度和多样化功能而备受尊重。
3. 航海航行GPS
在航海航行中,准确的定位和导航对于船只的安全至关重要。以下是为您推荐的两个船舶领域的顶级GPS品牌。
Raymarine:Raymarine是船舶电子设备领域的领先品牌。其航海航行GPS产品结合了精准的导航功能、强大的雷达和声纳系统,以及易于使用的界面。无论是在湖泊还是在大洋上,Raymarine都能提供卓越的航行体验。
Garmin:Garmin的航海GPS产品被船舶业界广泛使用。其产品不仅提供准确的定位和导航功能,还包括渔业和船舶管理等附加功能。Garmin的航海航行GPS以其稳定性和多功能性而备受认可。
总结起来,以上是全球定位系统领域的十大品牌。无论您是需要汽车导航、运动探险还是航海航行的GPS设备,这些品牌都可以为您提供卓越的性能和可靠的导航功能。只需根据自己的需求和预算作出明智的选择,您就可以轻松找到最适合您的GPS设备。
三、全球定位系统应用层
全球定位系统应用层:现代技术为我们带来的便利与创新
全球定位系统(GPS)应用层是一项革命性的技术,通过卫星导航系统为人类带来了前所未有的便利与创新。无论是日常生活中的导航,还是军事、交通、地质勘探等领域中的应用,GPS都发挥着不可替代的作用。
GPS的基本原理
GPS系统包含三部分:卫星组成的空间部分、地面控制系统和用户接收设备。全球范围内的GPS卫星通过无线电信号与接收设备进行通信,通过对信号的处理和计算,接收设备能够确定自己相对于卫星的位置和时间信息。
GPS在应用层中使用了多个卫星以及三角定位原理来确定位置。通过收集来自不同卫星的信号,接收设备可以计算出自身的经度、纬度和海拔高度。这些信息可以帮助用户在地图上准确定位,并提供导航和路线规划等功能。
GPS应用层的日常生活应用
在日常生活中,GPS应用层为我们提供了诸多便利。手机导航软件已经成为我们出行的必备工具。不管是开车、骑行还是步行,只要携带着手机,我们就可以根据GPS的定位信息找到目的地。这极大地提高了出行效率,并帮助我们避免迷路和交通堵塞。
此外,GPS应用层还广泛应用于珍爱动物保护、航空航天、气象预测、应急救援等领域。在珍爱动物保护中,GPS被用于追踪和保护濒临灭绝的物种,帮助研究人员更好地了解它们的栖息地和迁徙路径。在航空航天领域,GPS系统在飞行导航和飞机着陆中起到关键作用。在气象预测中,GPS提供了用于对大气湿度进行测量的精确数据。在应急救援中,GPS能够迅速确定被困人员的位置,实现快速救援。
GPS应用层在军事领域中的重要性
军事领域是GPS应用层的重要应用场景之一。GPS在军事中用于战略定位、导航、武器制导等方面。通过将GPS技术与先进的武器系统结合,军队能够在无人机、导弹、坦克等武器上实现精确制导,提高武器系统的打击精度和命中率。
此外,GPS还使得军队能够实现实时定位和情报传递,提高作战效率和战场管理能力。GPS应用层在军事领域的使用为士兵们提供了更多的战场信息,并帮助指挥官做出更明智的决策。
GPS应用层面临的挑战与未来发展
尽管GPS应用层在各个领域中取得了巨大的成功,但也面临着一些挑战。其中一个挑战是GPS信号的遮挡和干扰问题。在高楼大厦、山谷深处等遮挡物密集的地区,GPS信号可能会变得不稳定或不可用。此外,恶意干扰信号的行为也可能对GPS系统造成影响。
为了应对这些挑战,科学家和工程师们正在不断改进GPS技术。一种解决方案是使用改进的接收设备和信号处理算法,提高对弱信号或受干扰信号的接收能力。此外,还可以通过增加卫星数量和卫星分布密度来提高系统的覆盖范围和可靠性。
随着技术的不断进步,GPS应用层的未来发展前景广阔。新的定位技术如增强型GPS(A-GPS)、实时运动追踪(RTLS)等已经出现,并在车辆追踪、物流管理、室内导航等领域发挥重要作用。未来,GPS系统有望进一步提供更精确、实时的定位和导航服务。
结论
全球定位系统应用层在现代社会中扮演着不可替代的角色。它为我们的生活带来了极大的便利,为军事和其他各个领域的发展提供了重要支持。尽管面临着一些挑战,但GPS应用层的未来发展仍然充满希望。我们期待着这一技术的不断创新与进步,为我们带来更多的便利和创新。
四、中国全球定位系统是谁?
中国的全球定位系统是:北斗
北斗即北斗卫星导航系统,是我国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统(CNSS)。由空间端、地面端和用户端三部分组成,空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星;地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站;
用户端由北斗用户终端以及与美国GPS、俄罗斯“格洛纳斯”(GLONASS)、欧洲“伽利略”(GALILEO)等其他卫星导航系统兼容的终端组成。 前期覆盖中国及周边,最终覆盖全球!
五、全球定位系统的物理原理?
1、GPS系统的组成
GPS由三个独立的部分组成:
● 空间部分:21颗工作卫星,3颗备用卫星。
● 地面支撑系统:1个主控站,3个注入站,5个监测站。
● 用户设备部分:接收GPS卫星发射信号,以获得必要的导航和定位信息,经数据处理,完成导航和定位工作。GPS接收机硬件一般由主机、天线和电源组成。
2、GPS定位原理
GPS的基本定位原理是:卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息,用户接收到这些信息后,经过计算求出接收机的三维位置,三维方向以及运动速度和时间信息。
六、全球定位系统之间的联系?
全球定位系统(GPS)是一个中距离圆型轨道卫星导航系统。它可以为地球表面绝大部分地区(98%)提供准确的定位、测速和高精度的时间标准。
系统由美国国防部研制和维护,可满足位于全球任何地方或近地空间的军事用户连续精确的确定三维位置、三维运动和时间的需要。
该系统包括太空中的24颗GPS 卫星;地面上的1个主控站、3个数据注入站和5个监测站及作为用户端的GPS接收机。
最少只需其中4颗卫星,就能迅速确定用户端在地球上所处的位置及海拔高度;所能收联接到的卫星数越多,解码出来的位置就越精确。
七、全球定位系统有哪些国家?
美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯“格洛纳斯”系统、欧洲“伽利略”系统及中国“北斗”。
截止到2020年,美国投入使用的GPS组网卫星达到了24颗,另有4颗是备用卫星,所以美国的定位系统卫星总数达到了28颗。这些卫星都是中地卫星,分布在20200千米高的平面上,它们以组网的模式在地球上空展开,保证了地标可视范围内的“全覆盖”。根据美国官方的数据显示,这些卫星目前的精确度在10米左右,美国方面正在进行技术改良,希望能够在不久的将来精确到1米。
而凭借着前苏联“美苏争锋”时期的发展成果,俄罗斯也依靠着雄厚的底气在全球导航系统争霸中占有一席之位。1993年,俄罗斯凭借着苏联解体之后留下的尖端航天技术,大胆地提出了“格洛纳斯”卫星导航系统的架设蓝图,后来在投入约30多亿美元的情况下,仅仅不到三年时间,就完成了“格洛纳斯”导航系统的组网工作。可以说,俄罗斯的效率是相当高,但技术含量上,和美国的GPS以及中国的北斗系列还是存在着一定差距的。
除了俄罗斯和美国外,西方还有一个卫星导航系统叫“伽利略”。“伽利略”不属于单个国家,而是属于众多的欧洲国家。由于欧洲各国技术、经济、政治相对分散,没有国家有能力独立架设一个卫星导航系统,于是包括法国、德国在内的欧洲大国就提出了联合研发“伽利略”卫星导航系统的设想,但后期同样由于各国的利益均分不妥,导致了项目出现了众多的搁置问题。
扩展资料:
虽然是两个国家各自建立的不同的导航系统,但俄罗斯的导航系统和美国的GPS还是有很多的相似点,比如在运行卫星数量上,俄罗斯也是24个,其整体的工作和精度等等都类似于GPS。不过,有一个很大的不同之处是,俄罗斯的导航卫星是分布在3个轨道平面上的。而且,俄罗斯的导航卫星寿命很短、技术不稳定,因此俄罗斯的备用卫星也比较多,所以即便在系统建成之后,俄罗斯也没能动摇美国GPS的权威地位。
直到中国北斗导航系统的出现,美国GPS定位系统的全球垄断地位才开始被动摇。中国“北斗”导航系统和美国GPS有很大的不同,依靠着“后发先至”的时代优势,中国的科学家和决策者采用了最新的技术和空间理念,让北斗卫星导航系统在很多技术问题上一举超越了GPS。我国的北斗导航的卫星系统整体还在完善中,到2020年,将有35颗导航卫星同时工作,届时不管是精度还是核心质量上,都将整体超越美国的GPS,从而改写美国在这一领域长达数十年的垄断历史。美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯“格洛纳斯”系统、欧洲“伽利略”系统及中国“北斗”。
截止到2020年,美国投入使用的GPS组网卫星达到了24颗,另有4颗是备用卫星,所以美国的定位系统卫星总数达到了28颗。这些卫星都是中地卫星,分布在20200千米高的平面上,它们以组网的模式在地球上空展开,保证了地标可视范围内的“全覆盖”。根据美国官方的数据显示,这些卫星目前的精确度在10米左右,美国方面正在进行技术改良,希望能够在不久的将来精确到1米。
而凭借着前苏联“美苏争锋”时期的发展成果,俄罗斯也依靠着雄厚的底气在全球导航系统争霸中占有一席之位。1993年,俄罗斯凭借着苏联解体之后留下的尖端航天技术,大胆地提出了“格洛纳斯”卫星导航系统的架设蓝图,后来在投入约30多亿美元的情况下,仅仅不到三年时间,就完成了“格洛纳斯”导航系统的组网工作。可以说,俄罗斯的效率是相当高,但技术含量上,和美国的GPS以及中国的北斗系列还是存在着一定差距的。
除了俄罗斯和美国外,西方还有一个卫星导航系统叫“伽利略”。“伽利略”不属于单个国家,而是属于众多的欧洲国家。由于欧洲各国技术、经济、政治相对分散,没有国家有能力独立架设一个卫星导航系统,于是包括法国、德国在内的欧洲大国就提出了联合研发“伽利略”卫星导航系统的设想,但后期同样由于各国的利益均分不妥,导致了项目出现了众多的搁置问题。
扩展资料:
虽然是两个国家各自建立的不同的导航系统,但俄罗斯的导航系统和美国的GPS还是有很多的相似点,比如在运行卫星数量上,俄罗斯也是24个,其整体的工作和精度等等都类似于GPS。不过,有一个很大的不同之处是,俄罗斯的导航卫星是分布在3个轨道平面上的。而且,俄罗斯的导航卫星寿命很短、技术不稳定,因此俄罗斯的备用卫星也比较多,所以即便在系统建成之后,俄罗斯也没能动摇美国GPS的权威地位。
直到中国北斗导航系统的出现,美国GPS定位系统的全球垄断地位才开始被动摇。中国“北斗”导航系统和美国GPS有很大的不同,依靠着“后发先至”的时代优势,中国的科学家和决策者采用了最新的技术和空间理念,让北斗卫星导航系统在很多技术问题上一举超越了GPS。我国的北斗导航的卫星系统整体还在完善中,到2020年,将有35颗导航卫星同时工作,届时不管是精度还是核心质量上,都将整体超越美国的GPS,从而改写美国在这一领域长达数十年的垄断历史。
八、gps卫星全球定位系统包括?
gps全球定位系统三大部分:空间部分、地面控制系统、用户设备部分
一、空间部分
GPS的空间部分是由24颗卫星组成(21颗工作卫星;3颗备用卫星),它位于距地表20200km的上空,运行周期为12h。卫星均匀分布在6个轨道面上(每个轨道面4颗),轨道倾角为55°。
卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星,并能在卫星中预存导航信息,GPS的卫星因为大气摩擦等问题,随着时间的推移,导航精度会逐渐降低。
二、地面控制系统
地面控制系统由监测站、主控制站、地面天线所组成,主控制站位于美国科罗拉多州春田市。地面控制站负责收集由卫星传回之讯息,并计算卫星星历、相对距离,大气校正等数据。
三、用户设备部分
用户设备部分即GPS信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星,并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后,就可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。
九、什么是GPS全球定位系统?
什么是全球定位系统(GPS) GPS(Globe Positioning System)即指全球定位系统,是美国20世纪三大空间技术之一(另两大技术是航天飞机和阿波罗登月计划),是当今世界航天航空技术、无线电通讯技术和计算机技术的综合结晶。 GPS系统由美国发射的24颗导航卫星构成的空间部分和分布在世界各地的地面监控部分组成。卫星的分布使得地球上任何位置都可同时观测到4颗以上的卫星。各星不断将自身参数、测距码发往地面,用户使用GPS接收机接收相应信号,并按一定准则解算出接收天线处的位置和速度等,从而实现对物体定位跟踪。 1.发展历史 五十年代未,原苏联发射了人类的第一颗人造地球卫星,美国科学家在对其的跟踪研究中,发现了多普勒频移现象,并利用该原理促成了多普勒卫星导航定位系统TRANsIT的建成,在军事和民用方面取得了极大的成功,是导航定位史上的一次飞跃,我国也曾引进了多台多普勒接收机,应用于海岛联测、地球勘探等领域。但由于多普勒卫星轨道高度低、信号载波频率低,轨道精度难以提高,使得定位精度较低,以满足大地测量或工程测量的要求,更不可能用于天文地球动力学研究。为了提高卫星定位的精度,美国从1973 年开始筹建全球定位系统GPS(Global Positioning System)。在进过了方案论证、系统试验阶段后,于1989年开始发射正式工作卫星,并于1994年全部建成,投入使用,历时20年,耗资200亿美元,是具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。 2.基本组成 GPS系统包括三大部分:空间星座部分——GPS卫星;地面控制部分——地面监控系统;用户设备部分——GPS信号接收机。 (1)空间星座部分 按目前的方案,全球定位系统的空间部分使用21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成GPS卫星星座,记作(21+3)GPS星座,高度约2.02万千米,均为近圆形轨道,运行周期约为11小时58分,分布在六个轨道面上(每轨道面四颗),轨道倾角为55度。卫星的分布使得在全球的任何地方,任何时间都可观测到四颗以上的卫星,并能保持良好定位解算精度的几何图形(DOP)。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。 卫星向地面发射两个波段的载波信号,载波信号频率分别为1575.442兆 赫兹(L1波段)和1227.6兆赫兹(L2波段),卫星上安装了精度很高的原子钟,以确保频率的稳定性,在载波上调制有表示卫星位置 的广播星历,用于测距的C/A码和P码,以及其它系统信息,能在全球范围内,向任意多用 户提供高精度的、全天候的、连续的、实时的三维测速、三维定位和授时。 (2)地面控制部分 GPS系统的控制部分由设在美国本土的四个监控站、一个上行注入站和一个主控站组成。监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。 主控站设在范登堡空军基地,主要任务是收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据,利用这些数据计算每颗GPS卫星的轨道和卫星钟改正值。 上行注入站也设在范登堡空军基地,它的任务主要是在每颗卫星运行至上空时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星。 (3)用户设备部分 用户接收机:GPS 接收机能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号, 并跟踪这些卫星的运行,对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理,以便测量出GPS信号从卫星 到接收机天线的传播时间,解译出GPS卫星所发送的导航电文,实时地计算出用户接收机所处的三维位置,位置,甚至三维速度和时间。 GPS卫星发送的导航定位信号,是一种可供无数用户共享的信息资源。对于陆地、海洋和空间的广大用户,只要用户拥有能够接收、跟踪、变换和测量GPS信号的接收设备,即GPS信号接收机。可以在任何时候用GPS信号进行导航定位测量。根据使用目的的不同,用户要求的GPS信号接收机也各有差异。目前世界上已有几十家工厂生产GPS接收机,产品也有几百种。这些产品可以按照原理、用途、功能等来分类。 3.定位原理 按定位方式,GPS定位分为单点定位和相对定位(差分定位)。单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式,它只能采用伪距观测量,可用于车船等的概略导航定位。相对定位(差分定位)是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法,它既可采用伪距观测量也可采用相位观测量,大地测量或工程测量均应采用相位观测值进行相对定位。 在GPS观测量中包含了卫星和接收机的钟差、大气传播延迟、多路径效应等误差,在定位计算时还要受到卫星广播星历误差的影响,在进行相对定位时大部分公共误差被抵消或削弱,因此定位精度将大大提高,双频接收机可以根据两个频率的观测量抵消大气中电离层误差的主要部分,在精度要求高,接收机间距离较远时(大气有明显差别),应选用双频接收机。 由于卫星的位置精确可知,在GPS观测中,我们可得到卫星到接收机的距离,利用三维坐标中的距离公式,利用3颗卫星,就可以组成3个方程式,解出观测点的位置(X,Y,Z)。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差,实际上有4个未知数,X、Y、Z和钟差,因而需要引入第4颗卫星,形成4个方程式进行求解,从而得到观测点的经纬度和高程。 事实上,接收机往往可以锁住4颗以上的卫星,这时,接收机可按卫星的星座分布分成若干组,每组4颗,然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位,从而提高精度。 由于卫星运行轨道、卫星时钟存在误差,大气对流层、电离层对信号的影响,以及人为的SA保护政策,使得民用GPS的定位精度只有100米。为提高定位精度,普遍采用差分GPS(DGPS)技术,建立基准站(差分台)进行GPS观测,利用已知的基准站精确坐标,与观测值进行比较,从而得出一修正数,并对外发布。接收机收到该修正数后,与自身的观测值进行比较,消去大部分误差,得到一个比较准确的位置。实验表明,利用差分GPS,定位精度可提高到5米。 (1)伪距法:一般民用导航使用 GPS接收机根据接收所选卫星发来得导航信息和星钟校正参数的时间,能算出接收机到卫星的"距离"如果测量到三颗卫星的"距离":,则分别以三颗卫星发射时刻的卫星位置(按发射的星历参数确定)为中心,根据测得的"距离"画出三个球,其交点便是用户的三维位置。 但是由于接收机的本机钟对星载原子钟存在偏差,上面所测的"距离"并不能代表卫星到接收机的真实距离。人们把这种距离称做"伪距离"(简称伪距),伪距法由此得来,对第I颗星来说,伪距RI的表达式为:RI=Ri+c△tai+c(△tui-△tsi) 式中:Ri ---真距, c---光速, △tai---信号传播延时, △tui---用户钟相对于GPS时间的偏差, △tsi---卫星钟相对于GPS时间的偏差。 正因为用户钟与GPS时间不能精确同步,故每次测量总会有一个固定的偏差,这种偏差使定位产生不定性。如果我们再测量一个到第四颗卫星的伪距,则这时由用户钟偏差造成的定位不定性就产生一个由四个相交球面所围成的误差体积。我们从每个伪距测量中加上或减去这个固定值就消去了该固定体积,结果得到四个球面相交与一点,这就是用户的三维位置。实际上,这只要观测至四颗卫星的伪距并接收卫星的导航信息,解算四个方程就可得到。这种方法主要用于实时导航 (2)差分法:GPS定位是利用一组卫星的伪距、星历、卫星发射时间等观测量来实现的,同时还必须知道用户钟差。因此,要获得地面点的三维坐标,必须对4颗卫星进行测量。在这一定位过程中,存在着三部分误差。一部分是对每一个用户接收机所公有的,例如,卫星钟误差、星历误差、电离层误差、对流层误差等;第二部分为不能由用户测量或由校正模型来计算的传播延迟误差;第三部分为各用户接收机所固有的误差,例如内部噪声、通道延迟、多径效应等。利用差分技术,第一部分误差完全可以消除,第二部分误差大部分可以消除,其主要取决于基准接收机和用户接收机的距离,第三部分误差则无法消除。差分工作时需要一部位于已知精确位置的差分基准接收机,它对由GPS导出的解(位置或距离数据)与基准台(接收机)已知位置或距离数据比较,然后将修正项发给用户,以便修正用户本身的解。DGPS可消去公共性误差(卫星误差、大气层效应误差)。由于SA对测量的影响像一种慢变化的偏差,在近距离内相同,故差分校正也可将其消去。工作时,在一个地区(可达几百公里范围)设置一台差分基准台即可。利用C/A码可获得米级的定时定位精度,而利用载波相位数据可达毫米级。 (3)双频法:在GPS观测量中包含了卫星和接收机的钟差、大气传播延迟、多路径效应等误差,在定位计算时还要受到卫星广播星历误差的影响,在进行相对定位时大部分公共误差被抵消或削弱,因此定位精度将大大提高,双频接收机可以根据两个频率的观测量抵消大气中电离层误差的主要部分,在精度要求高,接收机间距离较远时(大气有明显差别),应选用双频接收机。 (4)其它:其他提高精度技术: 有联测定位技术;伪卫星技术;无码GPS技术;GPS测角技术;精密星历使用技术;反SA技术;GPS/GLONASS组合接收技术;GPS组合导航技术等。 4.应用领域 GPS的应用领域: (1)民用领域 车辆自导航:车船管理调度-在出租车行业、长途运输业、租车服务业等将能够对车辆进行跟踪、调度管理。在拥挤的停车场、火车调度场能够准确地确定车辆的位置,有效地调动车辆。 邮递服务:对重要的货物、包裹与信函等进行跟踪、引导与保护。对货场物品入库与出库的调度能有效地确定货物的存放地点,提高出货效率,增加管理手段、避免积压。 民航运输:使飞机着陆时驾驶员通过仪表操作对准跑道。 渔业生产:GPS能满足渔猎对定位的要求。同时能为捕鱼船队在法律上避免发生捕鱼边界的纠纷,提高在经济专属区的作业效率。 公路水路维护:能准确地引导维护人员调查需维护的交通设施。 火警、警察、救护的应急调遣:提高紧急事件处理部门对火灾现场、犯罪现场、交通事故现场、交通堵塞等紧急事件的响应效率。 E-911:美国通讯委员会(FCC)要求将所有的移动电话安装无线电定位装置,以便用户在通过移动电话向911请求帮助时可找到用户位置,实现快速援助。GPS将是满足FCC要求的一种精确、成本低廉的方式。 搜索与求援:将更加有效地对在人迹罕至、条件恶劣的航海、登山探险、滑雪、沙漠作业中失踪的人员进行求援搜索。 道路支持:车在路上坏了时,将提高救援车辆找到你的效率。 突发事件临战状态准备:如在洪水发生时,需要快速地为救灾工作做好准备,如绘制洪水边界图、排洪国界图、排洪通道、防洪大堤的调查。 可随时查找运输车辆的当前位置,可获得车辆的定位数据和状态信息。实施跟踪一个或多个指定的运输车辆,使它们落在电子地图的窗口内。可设定跟踪优先级和时间间隔对目标进行跟踪。对车辆跟踪形成直观的运行轨迹。 (2)军用领域 GPS是自动化指挥系统、先进武器系统及新的战役战术理论的一项关键性基本保障技术,能为地面车辆、人员以及航空、航海、航天等领域的飞机、船只、潜艇、卫星、航天飞机进行导航定位;武器发射、侦察、飞机进场着陆、交通管制、搜索营救,战场部队、车辆以及单兵定位;精确制导导弹打击目标坐标定位及弹道导引。 5.GPS系统主要特点 (1) GPS系统的实时导航定位精度很高。美国在1992年起实行了所谓的SA政策,即降低广播星历中卫星位置的精度,降低星钟改正数的精度,对卫星基准频率加上高频的抖动(使伪距和相位的量测精度降低),后又实行了A-S政策,即将P码改变为Y码,即对精密伪距测量进一步限制,而美国军方和特许用户不受这些政策的影响,但美国为了获得更大的商业利益,这些政策终将被取消 (2)全球全天候连续无源。GPS能为全球任何地点或近地空间的各类用户提供连续的全天候全球导航能力。用户不发射信号,因而用户数量无限。 (3)用途广泛。GPS是军民两用的系统,其应用范围将极其广泛。 它以全天候、高精度、 自动化、高效益等显著特点,成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科。 6.GPS的干扰问题 GPS信号很弱,易于干扰。一家俄罗斯公司提供的一种4瓦功率的手持GPS干扰机,不到4000美元就买得到。如果从零售电子商店购买部件组装,花400美元就可以造一个干扰半径16千米以上的干扰机。 伊拉克战争开战之前,美国就已经预料到伊拉克方面会干扰GPS信号。美国其实早已经给其GPS炸弹和导弹装载了抗干扰技术,使这些GPS导引的武器能够在干扰的情况下继续使用GPS信号;即使GPS信号丢失,这些武器还可以使用自身的其它导引系统如惯性导航、激光制导等,使自己到达目标。 不过,美国军方以及军事分析家都认为,GPS导引武器的精度还依赖人的因素。操作手用GPS进行精确瞄准的能力,取决于他获得精确情报的能力。 作为GPS现代化计划和NAVWAR计划的组成部分,美国正在研究各种变通办法。最明显的一个提高抗干扰性能的方法是提供来自GPS卫星的发射功率。 NAVSTAR GPS联合项目办公室系统项目主管2002年5月宣布,根据目前的发射计划,GPS的卫星信号将在2009年内得到有效的加强。到2003年或2004年空军将开始发射比目前轨道上的卫星信号强10分贝的GPS卫星。然而GPS用户必须一次从四个卫星上得到信号。 2003财年预算包含了加强GPS信号的资金。如果得到国会通过,首颗具有更强信号的卫星将在2003年后半年或2004年前期发射。目前的星座包括4颗Block II卫星、18颗Block IIA和6颗Block IIR。另外26个GPS-IIF和IIR卫星正在制造中,其中至少20颗的信号得到加强。首颗Block IIF卫星将在2005年晚些时候发射。 提高GPS卫星的发射功率还不能解决抗干扰的全部问题,还必须提高海陆空用户端的GPS抗干扰能力。用户设备抗干扰技术主要分成两类: (1) 一类是能够在保持或放大GPS信号的同时降低干扰机功率; (2) 另一类是通过接收机内的先进信号处理(即处理增益)来提高信噪比。 在降低干扰机功率的先进技术中,最有前景的是原本研制用于雷达的一种技术,即所谓空间-时间自适应处理。本技法的一个相近变种是空间-频率自适应处理,在频域提供等效的处理。这些技法有希望是因为它们协调运用了空间与时间资源去最优地攻击多个干扰机。
十、全球定位系统国家有哪些?
目前拥有全球定位系统的国家有中国、美国、欧盟和俄罗斯,这些国家的全球定位系统分别是中国北斗系统、美国GPS系统、欧洲伽利略系统和俄罗斯GLONASS系统。
全球定位系统是专业术语,拼音为quán qiú dìnɡ wèi xì tǒnɡ,GPS是英文Global Positioning System(全球定位系统)的简称。GPS起始于1958年美国军方的一个项目,1964年投入使用。20世纪70年代,美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS 。主要目的是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,并用于情报搜集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的,经过20余年的研究实验,耗资300亿美元,到1994年,全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。
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