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GPS
GPS運用日廣 產值大成長
更新日期:2008/05/06 04:16
市場調查機構ABI Research指出,包括GPS導航系統、用戶端設備、GPS衛星系統在內,預期在2013年,全球GPS相關產業產值將高達2,400億美元。
GPS除了原有的車用市場外,現在內建GPS在智慧型手機/PDA手機,已經等同於標準配備,甚至部份高單價的數位相機,也開始內建GPS。ABI Research表示,GPS原始設計以戶外使用、特定軍事用途為主,加上GPS射頻訊號微弱、定位時間長,並不適合以一些室內應用較多的消費性電子產品,如數位相機、手機,另外,這類消費性電子產品為了延長電池使用時間,功耗越來越低,GPS相對來說耗電較大,也因此,上述這些消費性電子產品克服GPS先天的缺點後,紛紛內建GPS功能,對全球GPS產業來說是一大突破。
而為了更廣泛的室內應用,GPS業界持續強化GPS訊號,ABI Research指出,包括Assisted GPS(即AGPS,利用手機基地台訊號縮短定位時間、強化室內GPS定位效果),而與WiFi系統、無線電視廣播系統結合,也可望進一步加強在GPS在室內有更好的接收效果。
不僅GPS終端設備與訊號接收系統持續升級,GPS衛星系統也進行更新,由歐盟主導的伽利略(Galileo)GPS衛星系統,日前也已經通過投資金額加碼計畫。
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以上引用自MSN新聞
GPS概述
即全球定位系統(Global Positioning System)。簡單地說﹐這是一個由覆蓋全球的24顆衛星組成的衛星系統。這個系統可以保證在任意時刻﹐地球上任意一點都可以同時觀測到4顆衛星﹐以保證衛星可以採集到該觀測點的經緯度和高度﹐以便實現導航、定位、授時等功能。這項技術可以用來引導飛機、船舶、車輛以及個人﹐安全、準確地沿著選定的路線﹐準時到達目的地。
全球定位系統(GPS)是20世紀70年代由美國陸海空三軍聯合研制的新一代空間衛星導航定位系統 。其主要目的是為陸、海、空三大領域提供實時、 全天候和全球性的導航服務﹐並用於情報收集、核爆監測和應急通訊等一些軍事目的﹐是美國獨霸全球戰略的重要組成。經過20餘年的研究實驗﹐耗資300億美元﹐到1994年3月﹐全球覆蓋率高達98%的24顆GPS衛星己佈設完成。
GPS全球衛星定位系統由三部分組成﹕空間部分───GPS星座﹔地面控制部分───地面監控系統﹔用戶設備部分───GPS 信號接收機。
GPS定位技術具有高精度、高效率和低成本的優點﹐使其在各類大地測量控制網的加強改造和建立以及在公路工程測量和大型構造物的變形測量中得到了較為廣泛的應用。
◆GPS的前身
GPS系統的前身為美軍研制的一種子午儀衛星定位系統(Transit)﹐1958年研制﹐64年正式投入使用。該系統用5到6顆衛星組成的星網工作﹐每天最多繞過地球13次﹐並且無法給出高度信息﹐在定位精度方面也不盡如人意。
然而﹐子午儀系統使得研發部門對衛星定位取得了初步的經驗﹐並驗證了由衛星系統進行定位的可行性﹐為GPS系統的研制埋下了鋪墊。由於衛星定位顯示出在導航方面的巨大優越性及子午儀系統存在對潛艇和艦船導航方面的巨大缺陷。美國海陸空三軍及民用部門都感到迫切需要一種新的衛星導航系統。
為此﹐美國海軍研究實驗室(NRL)提出了名為Tinmation的用12到18顆衛星組成10000km高度的全球定位網計劃﹐並於67年、69年和74年各發射了一顆試驗衛星﹐在這些衛星上初步試驗了原子鐘計時系統﹐這是GPS系統精確定位的基礎。而美國空軍則提出了621-B的以每星群4到5顆衛星組成3至4個星群的計劃﹐這些衛星中除1顆採用同步軌道外其餘的都使用周期為24h的傾斜軌道 該計劃以偽隨機碼(PRN)為基礎傳播衛星測距信號﹐其強大的功能﹐當信號密度低於環境噪聲的1%時也能將其檢測出來。偽隨機碼的成功運用是GPS系統得以取得成功的一個重要基礎。海軍的計劃主要用於為艦船提供低動態的2維定位﹐空軍的計劃能提供高動態服務﹐然而系統過於複雜。由於同時研制兩個系統會造成巨大的費用而且這裡兩個計劃都是為了提供全球定位而設計的﹐所以1973年美國國
防部將2者合二為一﹐並由國防部帶頭的衛星導航定位聯合計劃局(JPO)領導﹐還將辦事機構設立在洛杉磯的空軍航天處。該機構成員眾多﹐包括美國陸軍、海軍、海軍陸戰隊、交通部、國防製圖局、北約和澳大利亞的代表。
常用術語
1.坐標(Cordinate)
有二維和三維兩種表示。
2.路標(Landmark or waypoint)
GPS內存的一個坐標值。
3.路線(Route)
路線是GPS內存中存儲的一組數據﹐包括一個起點和一個終點的坐標﹐還可以包括若干中間點的坐標﹐每兩個坐標之間的線段叫一條腿。
4.前進方向(Heading)
GPS沒有指北針的功能﹐靜止不動時是不知道方向的。
5.導向(Bearing)
GPS構成
1。空間部分
GPS的空間部分是由24 顆工作衛星組成,它位於距地表20 200km的上空,均勻分布在6 個軌道面上(每個軌道面4 顆) ,軌道傾角為55度。此外,還有4 顆有源備份衛星在軌運行。衛星的分布使得在全球GPS構成
1。空間部分
任何地方、任何時間都可觀測到4 顆以上的衛星,並能保持良好定位解算精度的幾何圖象。這就提供了在時間上連續的全球導航能力。GPS 衛星產生兩組電碼, 一組稱為C/ A 碼( Coarse/ Acquisition Code11023MHz) ;一組稱為P 碼(Procise Code 10123MHz) ,P 碼因頻率較高,不易受干擾,定位精度高,因此受美國軍方管制,並設有密碼,一般民間無法解讀,主要為美國軍方服務。C/ A 碼受人為控制刻意降低精度後,主要開放給民間使用。
2。地面控制部分
地面控制部分由一個主控站,5 個全球監測站和3 個地面控制站組成。監測站均配裝有精密的銫鐘和能夠連續測量到所有可見衛星的接受機。監測站將取得的衛星觀測數據,包括電離層和氣象數據,經過初步處理後,傳送到主控站。主控站從各監測站收集跟蹤數據,計算出衛星的軌道和時鐘參數,然後將結果送到3 個地面控制站。地面控制站在每顆衛星運行至上空時,把這些導航數據及主控站指令輸入到衛星。這種輸入對每顆GPS 衛星每天一次,並在衛星離開輸入站作用範圍之前進行最後的輸入。如果某地面站發生故障,那麼在衛星中預存的導航信息還可用一段時間,但導航精度會逐漸降低。
3。用戶設備部分
用戶設備部分即GPS 信號接收機。其主要功能是能夠捕獲到按一定衛星截止角所選擇的待測衛星﹐並追蹤這些衛星的運行。當接收機捕獲到追蹤的衛星信號後﹐即可測量出接收天線至衛星的偽距離和距離的變化率,解讀出衛星軌道參數等數據。根據這些數據﹐接收機中的微處理計算機就可按定位解算方法進行定位計算﹐計算出用戶所在地理位置的經緯度、高度、速度、時間等訊息。接收機硬體和機內軟體以及GPS 數據的後處理軟體包構成完整的GPS 用戶設備。
GPS 接收機的結構分為天線單元和接收單元兩部分。接收機一般採用機內和機外兩種直流電源。設置機內電源的目的在於更換外電源時不中斷連續觀測。在用機外電源時機內電池自動充電。關機後﹐機內電池為RAM存儲器供電﹐以防止數據丟失。目前各種類型的接受機體積越來越小﹐重量越來越輕﹐便於野外觀測使用。
~待續~
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以上引用自百度百科
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