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什么叫gps定位?

  • 分类:常见问题
  • 作者:司南导航
  • 来源:司南导航
  • 发布时间:2019-10-16 09:58
  • 访问量:

【概要描述】GPS是指利用GPS卫星,向全球各地全天候、实时性地提供三维位置、三维速度等信息的一种无线电导航定位系统。GPS是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统,能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息,是卫星通信技术在导航领域的应用典范,它极大地提高了地球社会的信息化水平,有力地推动了数字经济的发展。

什么叫gps定位?

【概要描述】GPS是指利用GPS卫星,向全球各地全天候、实时性地提供三维位置、三维速度等信息的一种无线电导航定位系统。GPS是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统,能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息,是卫星通信技术在导航领域的应用典范,它极大地提高了地球社会的信息化水平,有力地推动了数字经济的发展。

  • 分类:常见问题
  • 作者:司南导航
  • 来源:司南导航
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  司南导航www.sinognss.com:GPS是指利用GPS卫星,向全球各地全天候、实时性地提供三维位置、三维速度等信息的一种无线电导航定位系统。GPS是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统,能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息,是卫星通信技术在导航领域的应用典范,它极大地提高了地球社会的信息化水平,有力地推动了数字经济的发展。

  一、GPS定位的基本原理

  GPS定位包括伪距单点定位、载波相位定位和实时差分定位。

  1.伪距测量及伪距单点定位

  伪距测量就是测定卫星到接收机的距离,即由卫星发射的测距码信号到达GPS接收机的传播时间乘以光速所得的距离。伪距法单点定位,就是利用GPS接收机在某一时刻测定与4颗以上GPS卫星的伪距,及从卫星导航电文中获得的卫星瞬时坐标,采用距离交会法求出天线在WGS-84坐标系中的三维坐标。

  2.载波相位测量及载波相位定位

  载波相位测量是测定GPS卫星载波信号到接收机天线之间的相位延迟。GPS卫星载波上调制了测距码和导航电文,接收机接收到卫星信号后,先将载波上的测距码和卫星电文去掉,重新获得载波,称为重建载波。GPS接收机将卫星重建载波与接收机内由振荡器产生的本振信号通过相位计比相,即可得到相位差。

  3.实时差分定位

  GPS实时差分定位的原理是在已有的精确地心坐标点上安放GPS接收机(称为基准站),利用已知的地心坐标和星历计算GPS观测值的校正值,并通过无线电通信设备(称为数据链)将校正值发送给运动中的GPS接收机(称为流动站)。流动站利用校正值对自己的GPS观测值进行修正,以消除上述误差,从而提高实时定位精度。GPS动态差分方法有多种,主要有位置差分、伪距差分( RTD)、载波相位实时差分(RTK)和广域差分等。

  基于北斗/GPS的手持终端采集器

  二、GPS定位的特点

  GPS是目前成用最为成功的卫星定位系统,被誉为人类定位技术的一个里程碑。归纳起来,系统具有以下特点:

  (1)全球、全天候连续不断的导航定位能力。GPS能为全球任何地点或近地空间的各类用户提供连续的、全天候的导航定位能力,用户不用发射信号,因而能满足多用户使用。

  (2)实时导航,定位精度高,观测时间短。利用GPS定位时,在1s内可以取得几次位置数据,这种近乎实时的导航能力对于高动态用户具有很大的意义,同时能为用户提供连续的三维位置、三维速度和精确的时间信息。目前利用C/A码的实时定位精度可达20-50m,速度精度为0.1m/s,利用特殊处理可达0.005m/s,相对定位精度可达毫米级。

  随着GPS系统的不断完善和软件的不断更新,目前20km以内相对静态定位仅需15-20min,快速静态相对定位测量时,当每个流动站与基准站相距在15km以内时,流动站观测时间只需1-2min,然后可随时定位,每站观测只需几秒。

  (3)测站无需通视:GPS测量只要求测站上空开阔,不要求测站之间互相通视,因此可节省大量的造标费用(一般造标费用占总经费的30%、50%)。由于无需点间通视,点位位置可根据需要可疏可密,这样就使得选点工作变得非常灵活,也可省去经典测量中的传算点、过渡点的测量工作。

  (4)可提供全球统一的三维地心坐标:GPS测量可同时精确测定测站平面位置和大地高程。目前GPS水准可满足四等水准测量的精度,另外,GPS定位是在全球统一的WGS-84坐标系统中计算的,因此全球不同地点的测量成果是相互关联的。

  (5)仪器操作简便:随着GPS接收机的不断改进,GPS测量的自动化程度越来越高。在观测巾测量员只需安置仪器,连接电缆线,量取天线高,监视仪器的工作状态,而其他观测工作,如卫星的捕扶,跟踪观测和记录等均由仪器自动完成,结束测量时,仅需关闭电源,收好接收机,便完成了野外数据采集任务。

  如果往一个测站上需做长时间的连续观测,还可以通过数据通信方式将所采集的数据传送到数据处理中心,实现全自动化的数据采集与处理。另外,接收机的体积也越来越小,相应的重量也越来越轻,极大地减轻测量作者的劳动强度,使野外工作变得更为轻松。

  (6)抗干扰能力强、保密性好:GPS采用扩频技术和伪码技术,用户只需接收GPS信号,自身不会发射信号,出而不会受到外界其他信号源的干扰。

  (7)功能多、应用广泛:GPS是军、民两用系统,其应用范围十分广泛。具体的应用实例包括:汽车导航和交通管理、巡线车辆管理、道路工程、个人定位以及导航仪等。

  三、GPS 接收机

  GPS接收机的主要功能是接收GPS卫星信号并经过信号放大、变频、锁相处理,测定GPS信号从卫星到接收机天线间的传播时间,解释导航电文,实时计算GPS天线所在位置(三维坐标)及运行速度等。GPS接收机是一种被动式无线电定位设备,按不同用途分为导航型接收机、测地型接收机、授时型接收机和姿态测量型接收机;按接收机通道数可以分为多通道接收机、序贯通道接收机和多路复用通道接收机。

  GPS接收机主要由GPS接收天线、GPS接收机主机和电源三部分组成。

  1.GPS接收机天线

  GPS接收机天线由天线单元和前置放大器两部分组成。天线的作用是将GPS卫星信号的微弱电磁波能量转化为相应电流,并通过前置放大器将接收到的GPS信号放大。

  2. GPS接收机主机

  接收机主机由变频器、信号通道、微处理器、存储器和显示器组成。变频器的主要任务是使接收到的L频段射频信号变成低频信号。信号通道是软硬件结合的电路,是接收机的核心部分,其作用是搜索、牵引并跟踪卫星,对广播电文信号进行解扩、解调成为广播电文,进行伪距测量、载波相位测量及多普勒频移测量。存储器用于存储一小时一次的卫星星历、卫星历书、接收机采集到的码相位伪距观测值、载波相位观测值及多普勒频移。微处理器是GPS接收机工作的核心,GPS接收机的工作都是在微机指令的统一协同下进行的。GPS接收机都有液晶显示屏,以提供GPS接收机的工作信息,并配有一个控制键盘,以便用户控制接收机的工作。

  四、GPS定位的方式

  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。

  司南导航高精度GPS接收机:http://www.sinognss.com/product/18/

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