全球定位系统

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全球定位系统(Global Positioning System,通常简称GPS)

目录

什么是全球定位系统

  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。

  该系统是由美国政府于20世纪70年代开始进行研制于1994年全面建成。使用者只需拥有GPS接收机,无需另外付费。 GPS信号分为民用的标准定位服务(SPS,Standard Positioning Service)和军规的精确定位服务(PPS,Precise Positioning Service)两类。由于SPS无须任何授权即可任意使用,原本美国因为担心敌对国家或组织会利用SPS对美国发动攻击,故在民用讯号中人为地加入误差以降低其精确度,使其最终定位精确度大概在100米左右;军规的精度在十米以下。 2000年以后,克林顿政府决定取消对民用讯号的干扰。因此,现在民用GPS也可以达到十米左右的定位精度。

  GPS系统拥有如下多种优点:全天候,不受任何天气的影响;全球覆盖(高达98%);三维定速定时高精度;快速、省时、高效率;应用广泛、多功能;可移动定位;不同于双星定位系统,使用过程中接收机不需要发出任何信号增加了隐蔽性,提高了其军事应用效能。

GPS的功能

1.精确定时:广泛应用在天文台、通信系统基站、电视台中

2.工程施工:道路、桥梁、隧道的施工中大量采用GPS设备进行工程测量

3.勘探测绘:野外勘探及城区规划中都有用到

4.导航:

  • 武器导航:精确制导导弹、巡航导弹
  • 船舶导航:远洋导航、港口/内河引水
  • 飞机导航:航线导航、进场着陆控制
  • 星际导航:卫星轨道定位
  • 个人导航:个人旅游及野外探险

5.定位:

1.车辆防盗系统

2.手机PDA,PPC等通信移动设备防盗,电子地图,定位系统

3.儿童及特殊人群的防走失系统

4.精准农业:农机具导航、自动驾驶,土地高精度平整

GPS的六大特点

  • 第一,全天候,不受任何天气的影响;
  • 第二,全球覆盖(高达98%);
  • 第三,三维定点定速定时高精度;
  • 第四,快速、省时、高效率;
  • 第五,应用广泛、多功能;
  • 第六,可移动定位。

  目前正在运行的全球卫星定位系统有美国的GPS系统和俄罗斯的GLONASS系统

  欧盟1999年初正式推出「伽利略」计划,部署新一代定位卫星。该方案由27颗运行卫星和3颗预备卫星组成,可以覆盖全球,位置精度达几米,亦可与美国的GPS系统兼容,总投资为35亿欧元。该计划预计于2010年投入运行。

  中国还独立研制了一个区域性的卫星定位系统——北斗导航系统。该系统的覆盖范围限于中国及周边地区,不能在全球范围提供服务,主要用于军事用途。

GPS的应用

  • 军事洲际弹道飞弹
  • 物流管理
  • 地理资讯系统
  • 地理位置定位的多媒体
  • 流动电话
  • 数码相机
  • 数码摄像机
  • 航空
  • 卫星地图
  • 航空

GPS在物流中的应用

  1.用于汽车自定位、跟踪调度。

  据丰田汽车公司统计预测,日本车载导航系统的市场在1995年至2000年间将平均每年增长35%以上,全世界在车辆导航上的投资将平均每年增长60.8%,因此,车辆导航将成为未来全球卫星定位系统应用的主要领域之一。我国已有数十家公司在开发和销售车载导航系统。

  2.用于铁路运输管理

  我国铁路开发的基于GPS的计算机管理信息系统,可以通过GPS和计算机网络实时收集全路列车、机车、车辆、集装箱及所运货物的动态信息,可实现列车、货物追踪管理。只要知道货车的车种、车型、车号,就可以立即从近10万公里的铁路网上流动着的几十万辆货车中找到该货车,还能得知这辆货车现在何处运行或停在何处,以及所有的车载货物发货信息。铁路部门运用这项技术可大大提高其路网及其运营的透明度,为货主提供更高质量的服务。

  3.用于军事物流

  全球卫星定位系统首先是因为军事目的而建立的,在军事物流中,如后勤装备的保障等方面,应用相当普遍,尤其是在美国,其在世界各地驻扎的大量军队无论是在战时还是在平时都对后勤补给提出很高的需求,在战争中,如果不依赖GPS,美军的后勤补给就会变得一团糟。美军在20世纪末的地区冲突中依靠GPS和其他顶尖技术,以强有力的、可见的后勤保障,quot;保卫美国的利益"做出了贡献。对此,我国引起了重视,我国军事部门也在运用GPS。

GPS和GIS的区别

  绝大多数单独的GPS接收机以经纬度和GPS高度表示位置。但是坐标如北纬24度,东经121度和100公尺高对你决定所在位置并不很好用,你还需要知道你在地图上的位置。GIS地理信息系统是存于计算机中的地图数据库(Database),GIS能比纸上地图更为精致复杂。它可以是三度空间以显示地形图,也可包括其它有用的信息,如加油站、旅游胜地的照片等等,汽车导航系统就是GPS和GIS之组合,这种应用被人看好是21世纪GPS市场中最庞大的一部分。另需特别注意GPS的高度。它并不是真正距地面上的高度,也不是海平面上的高度,因为GPS接收机不是GIS,并不知道外面世界的真象。

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