GPS导航论文

学校代码：6155 HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING 汉语翻译 题    目  GPS定位原理及概述 学生姓名        河南学院 专业班级      *** 学    号  ….***** 系 （部）      土木工程学院 指导教师      **** 完成时间    2013年02月 21日 在20世纪80年代，GPS卫星测量是近30年发展的一个主要空间测量技术.它不仅拥有协会，全天候，全球的，而且还有好，快的特性等。而且在世界上广泛使用，已经有取代了大地测量学的发展趋势。在过去的 10 年中，已成为 GPS 测量 IU GG （国际大地测量学和地球物理学联合会），IA G (国际) 大地测量和 F IG (国际联合会) 会议工程师学术讨论的主题。因此，国内和海外学者认为: GPS 卫星测量技术是测绘史上的一个里程碑。为了尽快学习国外的先进的经验、具有国际先进水平，面对这种情况，我们有必要理解这个概念—— GPS 系统的组成、 原理、 特点、 主要的用途及发展前景。让我们了解GPS吧！ 全球定位系统 (GPS) 是上世纪 70 年代由武装部队的联合开发的新一代空间卫星导航和定位系统。其主要目的是为陆、 海、 空三个领域提供实时、 全天候和全球性的导航服务和信息收集、 核监测和应急通信和其他军事目的，是全球战略的重要组成部分。经过 20 多年的研究和试验，花费300 亿美金，1994 年 3 月，完成了覆盖全球98%的24 GPS 卫星星座建立。GPS全球定位系统由三部分组成： (1) 管理地面控制站的是负责管理、 协调 （地面控制系统）、 天线 (在主控站所控制的一颗卫星，导入接收到的消息)、 数据收集中心 (站) 和自动辅助系统 （数据），(2) 分布在六种空间平面内的24颗卫星（3）用户设备 GPS 接收机和卫星天线。 GPS 的原则：它是由离地面1万公里的24颗GPS卫星，无时不刻都在绕地球转动，周期为12小时。并且在地面上的任意点中可以观察到4星以上的卫星。考虑到位置精度、 卫星观测，我们利用3颗 GPS 卫星接收机测得的距离，使用三维坐标的距离公式，可组成 3 方程，得到位置 坐标(X，Y，Z)。考虑到卫星时钟和接收机钟差，实际上要用到四个未知的 X、 Y、 Z，因而需要和介绍第四颗卫星信息，形成四个方程求解，从而得到纬度、经度、高程。事实上，接收器可以经常锁定 4颗以上的卫星，然后根据卫星星座分布，可以把卫星接收器分为几个“四个”，然后通过算法的选出一组拥有最小误差的，从而提高精度定位。由于卫星轨道、 卫星时钟误差， 大气对流层、 电离层的信号和人类的 SA 保护政策的影响，使民用全球定位系统定位精度的仅为 100 米。提高精度常用差分 GPS 技术，建立差分全球定位系统（GPS 观测站，使用已知的精确坐标，与观测相比较得出的基准）。在收到一定数量的接收器数据和他们提供的基准相比较从而得到精确数据。实验表明，使用差分 GPS 定位精度可提高到 5 米。 全球定位系统主要特点的(1) 适用于各种天气、 (2) 全球覆盖、 (3) 三维实时高精度、(4) 高效率： (5) 应用广泛。 GPS 在以下几个方面的主要应用： 1、 车辆的全天候卫星监测，并提供实时在电子地图上显示车辆位置和状态（速度、 运行方向)等。这个系统通过使用电子地图，任何车辆都可以在指定区域内查询位置等，通过屏幕窗口显示，并且可以进行放大、移动电子地图或在一个窗口中自动跟踪目标等。监测车辆的主要参数有位置（到 15 米的精确位置）、 运行速度 （精确到 1 公里)、 运动方向 和精确的时间信息 （精确到 1 秒）。2、紧急状态，车终端收到报警监控中心信号 （如活动紧急报警、 非法破坏报警、 b & e 报警、 非法移动报警）、 系统，通过语音、 自动分类将车辆的报警控制提示标记在地图上，显示在报警网站上并显示报警状态，并将监测报警目标并自动跟踪记录。通知监测人员及时进行报警调度和声学处理。3、信息查询，中心控制系统有丰富的、 全面的数据信息，可能需要确认客户输入密码，提供以下服务： (a) 车辆信息查询： 提供相关信息查询、 车辆，如车辆定位和车驱动程序名称及其下属单位和沟通程序等。(b) 地理信息： 提供地图位置信息检索、 校准、 沿路主要建筑物，例如，车站、 酒店、 铁路车站、 机场、 公安局，住宅等。空调 （安全性），远程切断电源控制功能此功能是GPS保护生命和财产安全的显著特征之一。启动程序后，该车辆遇到偷窃，可以避免与小偷冲突会偷偷的启动报警按钮，或10秒后自动使用电话报警，报警中心可以接收警告信号 （偷的车辆移动 50 米，调度管理中心可以收到的报警信号），车辆档案管理系统显示报警车辆的各项数据 （例如，号、 型号、 车牌号、 颜色、 名称、 车主年龄、 性别 等），并在同一时间在中心电子地图显示，立即报告车辆行驶速度的位置和方向，车辆和罪犯无处藏身。监控中心会实时监测车辆（打开语音功能的 SIM卡） 和控制锁，授权与合作跟踪捕获的警车刑事警察等，并反馈给被盗车辆的司机。4、历史数据记录、 分析和回放，系统会自动记录每个车辆运行轨迹和特定的请求，服务、 紧急电话、 具体时间、 防盗报警，根据特定的时间和保留的历史数据，电子地图会播放所选车辆行驶的实际进程，还可以在电子地图中快速复制所选的车辆的路线，和处理乘客对道路事故的报警，盗、抢提供的证据之类的事情。5、实时调度功能，联网的系统提供各种情景和实时运行状况，调度中心都可以一目了然，全景的、 现成的控制中心会采取有效相应措施，可以合理地调度车辆。这一系统也可以为管理部门，加强车辆管理业管理提供了方便和有效的帮助。6、跨界报警功能，根据车辆某些路线 （区域）操作，车辆调度管理操作中心可以设置限制，当车辆和车辆设备、 出现问题将发送消息到该车辆调度管理中心，中心将自动进入车辆监测和控制人员报警，跨界打开实时跟踪程序可以发送邮件 （指导） 或告知需要语音监测站点的驱动程序有关的登记册或驾驶回的道路上的正确操作。7、超速警告功能，调度管理中心根据不同种类的车辆，设置速度限制时的限制值，车载系统比设置值开得快，驱动程序将自动报警、 调度中心控制中心通过调度系统提醒司机慢下来。8、道路警告，行车路线与设定路线，达到特定偏差值就会激活报警中心。9、电路中心警告，车辆满足强制性削减或电压不稳定显示警报信息。10、电路防护，设置最大值/最小值电子围栏，形成一个正方形的纬度和经度的电子围栏，这样系统监测报警就会在汽车进入或离开电子围栏生成报警状态。11、分段管理，此系统可以实现分类管理功能，如在济南、 青岛、 烟台、 监控中心等在许多地方，建立监控中心点分类管理。12、远程防护，监视中心远程软件维护、 测试、 安装等。可以到汽车终端的远程 IP 地址更改，更新车机程序。13、燃油消耗管理，车辆油箱检查，油箱能量传输实时的监控中心、可使管理员实时检测，同时油箱内的油量突然改变监控中心将会收到报警信息。 GPS 前景：由于 GPS 技术具有全天候、 高精度和自动测量功能，为高级测量方法和新的生产力，已被纳入国家经济建设、 国防建设和社会发展中的各种应用。随着冷战的结束和经济全球化。美国政府宣布 2000年到 2006 年期间，确保美国国家安全威胁的前提下，取消 SA 民用信号，从而 GPS 精度在世界范围内得到了改善，使用的代码的 C/A 单点定位提高精度到 100 米，进一步还有 20 米的全球定位系统技术应用、 促进生产力、 提高效率和科学水平和人民生活的质量，刺激的 GPS 市场增长。专家预测在美国，只 GPS 导航系统，2000 年的市场将达到 300 亿美金，但在我国，汽车导航市场规模将达到 500 万人民币。可见，全球定位系统技术的市场前景十分可观。