全球定位系統(tǒng)
1.什么是全球定位系統(tǒng)
全球定位系統(tǒng)(GPS)是一個中距離圓型軌道衛(wèi)星導航系統(tǒng)。它可以為地球表面絕大部分地區(qū)(98%)提供準確的定位、測速和高精度的時間標準。系統(tǒng)由美國國防部研制和維護,可滿足位于全球任何地方或近地空間的軍事用戶連續(xù)精確的確定三維位置、三維運動和時間的需要。該系統(tǒng)包括太空中的24顆GPS 衛(wèi)星;地面上的1個主控站、3個數據注入站和5個監(jiān)測站及作為用戶端的GPS接收機。最少只需其中4顆衛(wèi)星,就能迅速確定用戶端在地球上所處的位置及海拔高度;所能收聯(lián)接到的衛(wèi)星數越多,解碼出來的位置就越精確。
該系統(tǒng)是由美國政府于20世紀70年代開始進行研制于1994年全面建成。使用者只需擁有GPS接收機,無需另外付費。 GPS信號分為民用的標準定位服務(SPS,Standard Positioning Service)和軍規(guī)的精確定位服務(PPS,Precise Positioning Service)兩類。由于SPS無須任何授權即可任意使用,原本美國因為擔心敵對國家或組織會利用SPS對美國發(fā)動攻擊,故在民用訊號中人為地加入誤差以降低其精確度,使其最終定位精確度大概在100米左右;軍規(guī)的精度在十米以下。 2000年以后,克林頓政府決定取消對民用訊號的干擾。因此,現在民用GPS也可以達到十米左右的定位精度。
GPS系統(tǒng)擁有如下多種優(yōu)點:全天候,不受任何天氣的影響;全球覆蓋(高達98%);三維定速定時高精度;快速、省時、高效率;應用廣泛、多功能;可移動定位;不同于雙星定位系統(tǒng),使用過程中接收機不需要發(fā)出任何信號增加了隱蔽性,提高了其軍事應用效能。
2.GPS的功能
1.精確定時:廣泛應用在天文臺、通信系統(tǒng)基站、電視臺中
2.工程施工:道路、橋梁、隧道的施工中大量采用GPS設備進行工程測量
3.勘探測繪:野外勘探及城區(qū)規(guī)劃中都有用到
4.導航:
- 武器導航:精確制導導彈、巡航導彈
- 車輛導航:車輛調度、監(jiān)控系統(tǒng)
- 船舶導航:遠洋導航、港口/內河引水
- 飛機導航:航線導航、進場著陸控制
- 星際導航:衛(wèi)星軌道定位
- 個人導航:個人旅游及野外探險
5.定位:
1.車輛防盜系統(tǒng)
2.手機,PDA,PPC等通信移動設備防盜,電子地圖,定位系統(tǒng)
3.兒童及特殊人群的防走失系統(tǒng)
4.精準農業(yè):農機具導航、自動駕駛,土地高精度平整
3.GPS的六大特點
- 第一,全天候,不受任何天氣的影響;
- 第二,全球覆蓋(高達98%);
- 第三,三維定點定速定時高精度;
- 第四,快速、省時、高效率;
- 第五,應用廣泛、多功能;
- 第六,可移動定位。
目前正在運行的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)有美國的GPS系統(tǒng)和俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)。
歐盟1999年初正式推出「伽利略」計劃,部署新一代定位衛(wèi)星。該方案由27顆運行衛(wèi)星和3顆預備衛(wèi)星組成,可以覆蓋全球,位置精度達幾米,亦可與美國的GPS系統(tǒng)兼容,總投資為35億歐元。該計劃預計于2010年投入運行。
中國還獨立研制了一個區(qū)域性的衛(wèi)星定位系統(tǒng)——北斗導航系統(tǒng)。該系統(tǒng)的覆蓋范圍限于中國及周邊地區(qū),不能在全球范圍提供服務,主要用于軍事用途。
4.GPS的應用
- 軍事洲際彈道飛彈
- 物流管理
- 地理資訊系統(tǒng)
- 地理位置定位的多媒體
- 流動電話
- 數碼相機
- 數碼攝像機
- 航空
- 衛(wèi)星地圖
- 航空
5.GPS在物流中的應用
1.用于汽車自定位、跟蹤調度。
據豐田汽車公司的統(tǒng)計和預測,日本車載導航系統(tǒng)的市場在1995年至2000年間將平均每年增長35%以上,全世界在車輛導航上的投資將平均每年增長60.8%,因此,車輛導航將成為未來全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)應用的主要領域之一。我國已有數十家公司在開發(fā)和銷售車載導航系統(tǒng)。
2.用于鐵路運輸管理
我國鐵路開發(fā)的基于GPS的計算機管理信息系統(tǒng),可以通過GPS和計算機網絡實時收集全路列車、機車、車輛、集裝箱及所運貨物的動態(tài)信息,可實現列車、貨物追蹤管理。只要知道貨車的車種、車型、車號,就可以立即從近10萬公里的鐵路網上流動著的幾十萬輛貨車中找到該貨車,還能得知這輛貨車現在何處運行或停在何處,以及所有的車載貨物發(fā)貨信息。鐵路部門運用這項技術可大大提高其路網及其運營的透明度,為貨主提供更高質量的服務。
3.用于軍事物流
全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)首先是因為軍事目的而建立的,在軍事物流中,如后勤裝備的保障等方面,應用相當普遍,尤其是在美國,其在世界各地駐扎的大量軍隊無論是在戰(zhàn)時還是在平時都對后勤補給提出很高的需求,在戰(zhàn)爭中,如果不依賴GPS,美軍的后勤補給就會變得一團糟。美軍在20世紀末的地區(qū)沖突中依靠GPS和其他頂尖技術,以強有力的、可見的后勤保障,quot;保衛(wèi)美國的利益"做出了貢獻。對此,我國引起了重視,我國軍事部門也在運用GPS。