欢迎来到得力文库 - 分享文档赚钱的网站! | 帮助中心 好文档才是您的得力助手!
得力文库 - 分享文档赚钱的网站
全部分类
  • 研究报告>
  • 管理文献>
  • 标准材料>
  • 技术资料>
  • 教育专区>
  • 应用文书>
  • 生活休闲>
  • 考试试题>
  • pptx模板>
  • 工商注册>
  • 期刊短文>
  • 图片设计>
  • ImageVerifierCode 换一换

    GPS入门基础知识收集.doc

    • 资源ID:799020       资源大小:47.50KB        全文页数:23页
    • 资源格式: DOC        下载积分:20金币
    快捷下载 游客一键下载
    会员登录下载
    微信登录下载
    三方登录下载: 微信开放平台登录   QQ登录  
    二维码
    微信扫一扫登录
    下载资源需要20金币
    邮箱/手机:
    温馨提示:
    快捷下载时,用户名和密码都是您填写的邮箱或者手机号,方便查询和重复下载(系统自动生成)。
    如填写123,账号就是123,密码也是123。
    支付方式: 支付宝    微信支付   
    验证码:   换一换

     
    账号:
    密码:
    验证码:   换一换
      忘记密码?
        
    友情提示
    2、PDF文件下载后,可能会被浏览器默认打开,此种情况可以点击浏览器菜单,保存网页到桌面,就可以正常下载了。
    3、本站不支持迅雷下载,请使用电脑自带的IE浏览器,或者360浏览器、谷歌浏览器下载即可。
    4、本站资源下载后的文档和图纸-无水印,预览文档经过压缩,下载后原文更清晰。
    5、试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓。

    GPS入门基础知识收集.doc

    1. 什么是 GPS 2. GPS 入门术语大全 3. Gps 应用基础知识 4. GPS 核心芯片介绍,选 GPS 还要看芯片! 5. GPS 的热启动 冷启动和温启动6. 常见 GPS 接收器采用的 GPS 芯片种类 7. 购买 GPS 时要知道的性能指标 8. 关于 GPS“三代芯片” 9. GPS 的种类介绍,让我们了解 GPS10. 目前常用的 GPS 定位导航软件简介 11. 新手必读 GPS 购买和应用问题汇总 12. GPS 系统的特点七点总结! 13. 如何选择合适的 GPS 14. 流行蓝牙 GPS 介绍 15. 导致 GPS 定位误差的各种因素 16. GPS 如何定位 _ 17. GPS 使用指北析解 18. GPS 常见问题指南 19. GPS 的常用术语 什么是 GPS球定位系统(GPS)是本世纪 70 年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统 。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的,是美国独霸全球战略的重要组成。经过 20 余年的研究实验,耗资 300 亿美元,到 1994 年 3 月,全球覆盖率高达 98%的 24 颗 GPS 卫星星座己布设完成。全球定位系统由三部分构成:(1)地面控制部分,由主控站(负责管理、协调整个地面控制系统的工作)、地面天线(在主控站的控制下,向卫星注入寻电文)、监测站(数据自动收集中心)和通讯辅助系统(数据传输)组成;(2)空间部分,由 24 颗卫星组成,分布在 6 个道平面上;(3)用户装置部分, 主要由 GPS 接收机和卫星天线组成 全球定位系统的主要特点:(1)全天候;(2) 全球覆盖;(3)三维定速定时高精度;(4)快速省时高效率:(5)应用广泛多功能。全球定位系统的主要用途:(1)陆地应用,主要包括车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、市政规划控制等;(2)海洋应用,包括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等;(3)航空航天应用,包括飞机导航、航空遥 感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。 GPS 卫星接收机种类很多,根据型号分为测地型、全站型、定时型、手持型、集成型;根据用途分为车载式、船载式、机载式、星载式、弹载式。 经过 20 余年的实践证明,GPS 系统是一个高精度、全天候和全球性的无线电导航、定位和定时的多功能系统。 GPS 技术已经发展成为多领域、多模式、多用途、多机型的国际性高新技术产业。GPS 原理 24 颗 GPS 卫星在离地面 1 万 2 千公里的高空上,以 12 小时的周期环绕地球运行,使得在任意时刻,在地面上的任意一点都可以同时观测到 4 颗以上的卫星。由于卫星的位置精确可知,在 GPS 观测中,我们可得到卫星到接收机的距离,利用三维坐标中的距离公式,利用 3 颗卫星,就可以组成 3个方程式,解出观测点的位置(X,Y,Z)。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差,实际上有 4 个未知数,X、Y、Z 和钟差,因而需要引入第 4 颗卫星,形成 4 个方程式进行求解,从而得到观测点的经纬度和高程。事实上,接收机往往可以锁住 4 颗以上的卫星,这时,接收机可按卫星的星座分布分成若干组,每组 4 颗,然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位,从而提高精度。由于卫星运行轨道、卫星时钟存在误差,大气对流层、电离层对信号的影响,以及人为的 SA 保护政策,使得民用 GPS 的定位精度只有100 米。为提高定位精度,普遍采用差分 GPS(DGPS)技术,建立基准站(差分台)进行 GPS 观测,利用已知的基准站精确坐标,与观测值进行比较,从而得出一修正数,并对外发布。接收机收到该修正数后,与自身的观测值进行比较,消去大部分误差,得到一个比较准确的位置。实验表明,利用差分 GPS,定位精度可提高到 5 米。#Et6W S 本文来自: 手机 365 专业GPS 前景由于 GPS 技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点,作为先进的测量手段和新的生产力,已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。随着冷战结束和全球经济的蓬勃发展,美国政府宣布 2000 年至 2006期间,在保证美国国家安全不受威胁的前提下,取消 SA 政策,GPS 民用信号精度在全球范围内得到改善,利用 C/A 码进行单点定位的精度由100 米提高到 20 米,这将进一步推动 GPS 技术的应用,提高生产力、作业效率、科学水平以及人们的生活质量,刺激 GPS 市场的增长。据有关专家预测,在美国,单单是汽车 GPS 导航系统,2000 年后的市场将达到 30 亿美元,而在我国,汽车导航的市场也将达到 50 亿元人民币。可见,GPS 技术市场的应用前景非常可观GPS 入门术语大全PS 作为野外定位的最佳工具,在户外运动中有广泛的应用,在国内也可以越来越经常地看见有人使用了。GPS 不象电视或收音机,打开就能用,它更象一架相机,你需要有一定的知识。 首先大家要弄清使用 G PS 时常碰到的一些术语: 1.坐标(coordinate) 有 2 维、3 维两种坐标表示,当 GPS 能够收到 4 颗及以上卫星的信号时,它能计算出本地的 3 微坐标:经度、纬度、高度,若只能收到3 颗卫星的信号,它只能计算出 2 维坐标:精度和纬度,这时它可能还会显示高度数据,但这数据是无效的。大部分 GPS 不仅能以经/纬度(Lat/Long)的方式,显示坐标,而且还可以用 UTM(Universal TransverseMercator)等坐标系统显示坐标但我们一般还是使用LAT/LONG 系统,这主要是由你所使用的地图的坐标系统决定的。坐标的精度在 SelectiveAvailability(美国防部为减小 GPS 精确度而实施的一种措施)打开时,GPS 的水平精度在 100-50 米之间,视接受到卫星信号的多少和强弱而定,若根据 GPS 的指示,说你已经到达,那么四周看看,应该在大约一个足球场大小的面积内发现你的目标的。 在 SA 关闭时,精度能达到 15 米左右。高度的精确性由于系统结构的原因,更差些。经纬度的显示方式一般都可以根据自己的爱好选择,一般有“hddd.支持 168 论坛d“,“hddd*mm.mmm“,“hddd*mm“ss.s“(其中的“*”代表“度”,以下同)地球子午线长是 39940.67 公里,纬度改变一度合 110.94 公里,一分合 1.849 公里,一秒合 30.8 米,赤道圈是 40075.36 公里,北京地区纬在北纬 40 度左右,纬度圈长为 40075*sin(90-40),此地经度一度合 276公里,一分合 1.42 公里一秒合 23.69 米,你可以选定某个显示方式,并把各位数字改变一对应地面移动多少米记住,这样能在经纬度和实际里程间建立个大概的对应。大部分 GPS 都有计算两点距离的功能,可给出两个坐标间的精确距离。高度的显示会有英制和公制两种方式,进GPS 的 SETUP 页面,设置成公制,这样在其他象速度、距离等的显示也都会成公制的了。 2.路标(Landmark or Waypoint) GPS 内存中保存的一个点的坐标值。在有 GPS 信号时,按一下“MARK“键,就会把当前点记成一个路标,它有个默认的一般是象“LMK04“之类的名字,你可以修改成一个易认的名字(字母用上下箭头输入),还可以给它选定一个图标。路标是 GPS 数据核心,它是构成“路线”(见 3)的基础。标记路标是 GPS 主要功能之一,但是你也可以从地图上读出一个地点的坐标,手工或通过计算机接口输入 GPS,成为一个路标。一个路标可以将来用于 GOTO 功能(见 5)的目标,也可以选进一条路线 Route,见 3.)作为一个支点。一般 GPS 能记录 500 个或以上的路标。 3.路线(ROUTE) 路线是 GPS 内存中存储的一组数据,包括一个起点和一个终点的坐标,还可以包括若干中间点的坐标,每两个坐标点之间的线段叫一条“腿“(leg)。常见 GPS 能存储 20 条线路,每条线路 30 条“腿“。各坐标点可以从现有路标中选择,或是手工/计算机输入数值,输入的路点同时做为一个路标(Waypoint/Landmark)保存。实际上一条路线的所有点都是对某个路标的引用,比如你在路标菜单下改变一个路标的名字或坐标,如果某条路线使用了它,你会发现这条线路也发生了同样的变化。可以有一条路线是“活跃“(Activity)的。 “活跃”路线的路点是导向(见 5)功能的目标。 4.前进方向(Heading) GPS 没有指北针的功能,静止不动时它是不知道方向的。但是一旦动了起来,它就能知道自己的运动方向。GPS 每隔一秒更新一次当前地点信息,每一点的坐标和上一点的坐标一比较,就可以知道前进的方向,请注意这并不是 GPS 头指的方向,它老人家是不知道自己的脑袋和运动路线是成多少度角的。不同 GPS 关于前进方向的算法是不同的,基本上是最近若干秒的前进方向,所以除非你已经走了一段并仍然在走直线,否则前进方向是不准确的,尤其是在拐弯的时候你会看到数值在变个不停。方向的是以多少度显示的,这个度数是手表表盘朝上,12 点指向北方,顺时针转的角度。有很多 GPS 还可以用指向罗盘和标尺的方式来显示这个角度。一般同时还显示前进平均速度,也是根据最近一段的位移和时间计算的。 5.导向(Bearing) 导向功能在以下条件下起作用: 1.)以设定“走向“(GOTO)目标。“走向“目标的设定可以按“GOTO“键,然后从列表中选择一个路标。以后“导向“功能将导向此路标。 2.)目前有活跃路线(Activity route)。活跃路线一般在设置->路线菜单下设定。如果目前有活动路线,那么“导向“的点是路线中第一个路点,每到达一个路点后,自动指到下一个路点。 在“导向“页面上部都会标有当前导向路点名称(“ROUTE“里的点也是有名称的)。它是根据当前位置,计算出导向目标对你的方向角,以与“前进方向“相同的角度值显示。同时显示离目标的距离等信息。读出导向方向,按此方向前进即可走到目的地。有些 GPS 把前进方向和导向功能结合起来,只要用 GPS 的头指向前进方向,就会有一个指针箭头指向前进方向和目标方向的偏角,跟着这个箭头就能找到目标。 6.日出日落时间(Sun set/raise time) 大多数 GPS 能够显示当地的日出、日落时间,这在计划出发/宿营时间时是有用的。这个时间是 GPS 根据当地经度和日期计算得到的,是指平原地区的日出、日落时间,在山区因为有山脊遮挡,日照时间根据情况要早晚各少半个小时以上。GPS 的时间是从卫星信号得到的格林尼制时间,在设置(setup)菜单里可以设置本地的时间偏移,对中国来说,应设+8 小时,此值只与时间的显示有关。 7.足迹线(Plot trail) GPS 每秒更新一次坐标信息,所以可以记载自己的运动轨迹。一般 GPS 能记录 1024 个以上足迹点,在一个专用页面上,以可调比例尺显示移动轨迹。足迹点的采样有自动和定时两种方式自动采样由 GPS自动决定足迹点的采样方式,一般是只记录方向转折点,长距离直线行走时不记点;定时采样可以规定采样时间间隔,比如 30 秒、一分钟、5 分钟或其他时间,每隔这么长时间记一个足迹点。在足迹线页面上可以清楚地看到自己足迹的水平投影。你可以开始记录、停止记录、设置方式或清空足迹线。 “足迹”线上的点都没有名字,不能单独引用,查看其坐标,主要用来画路线图(计算机下载路线?)和“回溯”功能。很多GPS 有一种叫做“回溯”(Traceback)的功能,使用此功能时,它会把足迹线转化为一条“路线”(ROUTE),路点的选择是由 GPS 内部程序完成的一般是选用足迹线上大的转折点。 同时,把此路线激活为活动路线,用户即可按导向功能原路返回。要注意的是回溯功能一般会把回溯路线放进某一默认路线(比如 route0)中,看你 GPS 的说明书,使用前要先检查此线路是否已有数据,若有,要先用拷贝功能复制到另一条空线路中去,以免覆盖。回溯路线上的各路点用系统默认的临时名字如“T001“之类,有的 GPS 定第二条回溯路线时会重用这些名字,这时即使你已经把旧的路线做了拷贝,由于路点引用的名字被重用了,所以路线也会改变,不是原来那条回溯路线了。请查看你 GPS 的使用说明书,并试用以明确你的情况。有必要的话,对于需要长期保存的 TraceBack 路线,要拷贝到空闲路线,并重命名所有路点名字。Gps 应用基础知识Gps 应用知识 11 GPS 系统组成 ?GPS gloabal Positioning System,这玩意是美国人搞的。主要分三大块,地面的控制站、天上飞的卫星、咱们手里拿的接收机。简单唠叨唠叨先说说设备, 当然大个的都是老美给咱准备好的,地上,有一个主控制站,当然在老美的本土了,在科罗拉多。三个地面天线,五个监测站,分布在全球。主要是收集数据,计算导航信息,诊断系统状态,调度卫星这些杂事。天上,有 27 颗卫星,距离地面 20200 公里。27 颗卫星有 24 颗运行,3颗备用。这些卫星已经更新了三代五种型号。卫星发射两种信号:L1和 L2。L1:1575.42MHZ, L2:1227.60MHZ。卫星上的时钟采用铯原子钟或铷原子钟,计划未来用氢原子钟,比我的手表准。手里,就是接收机了。大大小小,千姿百态,有袖珍式、背负式、车载、船载、机载什么的。一般常见的手持机接收 L1 信号,还有双频的接收机,做精密定位用的。2关于 GPS 接收机GPS 现在一般都是 12 通道的,可以同时接收 12 颗卫星。早期的型号,比如 GARMIN45C 就是 8 通道。GPS 接收机收到 3 颗卫星的信号可以输出2D(就是 2 维)数据,只有经纬度,没有高度,如果收到 4 颗以上的卫星,就输出 3D 数据,可以提供海拔高度。但是因为地球自己的问题,不是太标准的圆,所以高度数据有一些误差。现在有些 GPS 接收机内置了气压表,比如 etrex 的 SUMMIT 和 VISTA,这些机器根据两个渠道得到的高度数据综合出最终的海拔高度,应该比较准确了。GPS 接收机的第一次开机,或者开机距离里上次关机地点超过 800KM 以上,因为接收机里存储的星历都对不上了,所以要在接收机上重新定位。GPS 接收机的使用要在开阔的可见天空下,所以,屋里就不能用了。手持 GPS 的精度一般是误差在 10 米左右,就是说一条路能看出走左边还是右边。精度主要依赖于卫星的信号接收,和可接收信号的卫星在天空的分布情况,如果几颗卫星分布的比较分散,GPS 接收机提供的定位精度就会比较高3定位精度谈到定位精度,就得说说 SA 和 AS.什么是 SA,AS 呢?别急, 这还得从头说起,要不然你也不好明白。C/A 码的误差是 29.3m 到 2.93 米。一般的接收机利用 C/A 码计算定位。美国在 90 代中期为了自身的安全考虑,在信号上加入了SA(SelectiveAvailability),令接收机的误差增大,到 100 米左右。在 2000 年 5 月 2 日,SA 取消,所以,咱们现在的 GPS 精度应该能在 20米以内。P 码的误差为 2.93 米到 0.293 米是 C/A 码的十分之一。但是 P 码只能美国军方使用,AS(Anti-Spoofing) ,是在 P 码上加上的干扰信号。总之,老美也是挺累的。发了一大堆卫星用于军用定位。然后觉得不值,想赚点钱,于是开发信号给民用,精度还不能太高,可精度低了大家又骂娘。因为 GPS 掌握在老美的手中,虽说免费使用,可是其他国家用着也不踏实,前两天打阿富汉是,美国就把该地区的 GPS 信号做了处理,定位精度变低。俄罗斯有自己的卫星定位系统,全球导航卫星系统(GLObal NAvigation Satellite System)。欧洲也要发展自己的定位系统 NAVSAT。中国也有自己的卫星定位,叫北斗,是双星系统,只能定位自己国家和附近的地区,而且目前只用于军方。GPS 应用知识2今天讲的东西比较枯燥,但是有用啊,可以拿去和别人神侃。1. GPS 的设置GPS 拿到手,如果是新机器要定位,上次已经提到了。另外,还有一些设置,常用的有坐标系、地图基准、参考方位、公制/英制、数据接口格式什么的。坐标系:常用的是 LAT/LON 和 UTM。LAT/LON 就是经纬度表示,UTM 在这里就不管他了。地图基准:一般用 WGS84。参考方位:就是北在哪里。北在哪里呢?实际上有两个北,磁北和真北呀(简称 CB 和 ZBY) 。指南针指的北就是磁北,北斗星指的北就是真北。两者在不同地区相差的角度不一样的,地图上的北是真北。公制/英制:自己选吧,我用公制。数据接口格式:这得细谈谈。GPS 可以输出实时定位数据让其他的设备使用,这就牵扯到了数据交换协议。几乎现在所有的 GPS 接收机都遵循美国国家海洋电子协会(National Marine ElectronicsAssociation)所指定的标准规格,这一标准制订所有航海电子仪器间的通讯标准,其中包含传输资料的格式以及传输资料的通讯协议。NMEA 协议有0180、0182 和 0183 三种,0183 可以认为是前两种的超集,现在正广泛的使用,0183 有几个版本,V1.5V2.1。所以,如果大家的 GPS 接收机如果要联上笔记本里通用的 GPS 导航程序,比如 OZIEXPLORER 和俺的GPSRECEIVER,就应该选择 NEMA V2.0 以上的协议。NMEA 规定的通讯速度是 4800b/S。现在有些接收机也可以提供更高的速度,但说实话,没有什么用,4800 就足够了。象 GARMIN,自己有一个 mapsource 软件,为了不让其他品牌的 GPS 使用该软件,就设计了私有的 GARMIN 协议,只有 GARMIN 的机器才能输出这种数据,而 MAPSOURCE 只能接收 GARMIN 协议,这样一来 MAPSOURCE就只能让 GARMIN 的机器使用,打倒打倒!2.经纬度的表示 :再讲讲数据表示吧。一般从 GPS 得到的数据是经纬度。经纬度有多种表示方法。1.) ddd.支持 168 论坛 d, 度 . 度的十进制小数部分(5 位)2.) ddd.mm.mmm,度 . 分 . 分的十进制小数部分(3 位) 3.) ddd.mm.ss, 度 . 分 . 秒不是所有的 GPS 都有这几种显示,我的 GPS315 只能选择第二种和第三种 I=一度是多远呢?如果这么问,可就太外行了。在 LAT/LON 坐标系里,纬度是平均分配的,从南极到北极一共 180 个纬度。地球直径 12756KM,周长就是 12756*PI,一个纬度是 12756×PI /360 = 111.133 KM (先说明白,不精确啊)。经度就不是这样啦,只有在纬度为零的时候,就是在赤道上,一个经度之间的距离是 111.319KM,经线随着纬度的增加,距离越来越近,最后交汇于南北极。大家想想,没错吧。所以经度的单位距离和确定经度所在的纬度是密切相关的,简单的公式是:经度 1°长度=111.413cos,在纬度 处。 (这个公式也不精确呀,蒙人还可以) 做题:北京的经度 119 度,纬度 40 度。单位经度,单位纬度各是多少?答: 单位纬度 111.133KM 单位经度 111.413×COS 40 = 85.347KM讲这些的用途就是容易理解经纬度的表示。1.)ddd.支持 168 论坛 d,在北京,纬度最后一位小数增 1,实际你走了多少?大约 1.1M-经度最后一位小数增 1,实际你走了多少?大约 0.85M2.) ddd.mm.mmm,在北京,纬度最后一位小数增 1,实际你走了多少?大约 1.85M经度最后一位小数增 1,实际你走了多少?大约 1.42M 3.) ddd.mm.ss,在北京,纬度秒增 1,实际你走了多少?大约 30.9M F79!经度秒增 1,实际你走了多少?大约 23.7M 今天说的都不是精确的公式,一般估计大致的数字没有问题。GPS 导航技术的新进展 美国的全球定位系统(GPS)导航卫星正在逐步现代化。GPS 从美国空军的导航辅助设备开始,逐渐发展成军民两用的一种重要技术。GPS 的精确位置与定时信息,已成为世界范围各种军民用、科研和商业活动的一种重要资源 GPS 卫星的发展及信号的改进 GPS 导航卫星自 1978 年发射以来,其型别已由第,和A 批次发展到R 批次。第,和A 批次卫星共有 40 颗,是由罗克韦尔公司制造的,而 20 颗R 批次卫星则由洛克希德·马丁公司制造。波音公司在 1996 年收购了罗克韦尔的航空航天和防务业务,目前正在制造 33 颗更先进的F 批次卫星。美国还在考虑发展采用点波束的新一代 GPS 卫星(GPS-) 。GPS 从 1994 年全面工作以来,改进工作一直在进行中。这是因为民用用户要求 GPS 具有更好的抗干扰和干涉性能、较高的安全性和完整性;军方则要求卫星发射较大的功率和新的同民用信号分离的军用信号;而对采用 GPS 导航的“灵巧“武器,加快信号捕获速度更为重要。民用 GPS 导航精度迄今的最大改进发生在 2000 年 5 月 2 日,美国停止了故意降低民用信号性能(称为选择可用性,即 S/A)的做法。在S/A 工作时,民用用户在 99%的时间只有 100 米的精度。但当 S/A 切断后,导航精度上升,95%的位置数据可落在半径为 6.3 米的圆内。GPS 卫星发送两种码:粗捕获码(C/A 码)和精码(P 码) 。前者是民用的,后者只限于供美军及其盟军以及美国政府批准的用户使用。这些码以扩频方式调制在两种不同的频率上发射:L1 波段以 1575.42 兆赫发射 C/A 和 P 码;而 L2 波段只以 1227.6 兆赫发射 P 码。GPS 卫星导航能力最重大的改进将从 2003 年发射洛克希德·马丁首批R-M(修改的R)卫星开始。R-M 卫星将发射增强的 L1 民用信号,同时发射新的 L2 民用信号和军用码(M 码) 。进一步的改进将从发射波音F 批次卫星的 2005 年开始,F 批次卫星除发射增强的 L1、L2 民用信号和 M 码外,将在 117*5 兆赫增加第 3 个民用信号(L5) 。在F发射以前,M 码将从发展型过渡到工作型。因为导航卫星星座的发射需要有一段时间,故在轨道上获得全工作能力则要在 2007 年发射 18 颗L2 民用信号和 M 码卫星后才能实现。18 颗卫星组成的第三个民用信号(L5)的星座预计要到 2011 年才能发射完。此后,美军将得到抗干扰能力有所增强的新信号-M 码。它能发送更大的功率,而不干涉民用接收机。M 码还给军方一种新的能力,以干扰敌方对信号的利用,但其细节是保密的。L2 民用信号即第二个民用信号称为 L2C,使民用用户也能补偿大气传输不定性误差,从而使民用导航精度提高到 310 米。而美军及其盟军因一开始就能接收 L1 和 L2 中的 P 码,故一直具有这种能力。对 L2 的设计约束是它必须与新的 M 码兼容。为避免对军用L2P(Y)接收机的任何损害,新的民用 L2 应具有与现有 C/A 码相同的功率和频谱形状。这里,括号中的 Y 码是 P 码的加密型。实际上,民用L2 信号将比现有的 L1 C/A 信号低 2.3 分贝。功率较低的问题将由现代的多相关器技术加以克服,以便迅速捕获很微弱的信号。GPS 卫星发射的信号必须现代化,同时又要保持向后兼容性。组合的民用信号与军用信号必须放在现有频带中,而且具有足够的隔离,以防互相干涉。美国决定将 C/A 码信号放在 L1 频带和新的 L2 频带的中部,供民用使用,而保留 Y 码信号。M 码将采用一种裂谱调制法,它把其大部分功率放在靠近分配给它的频带的边缘处。抗干扰能力主要来自不干涉 C/A 码或 Y 码接收机的强大的发射功率。M 码信号的保密设计基于下一代密码技术和新的密钥结构。为进一步分离军用和民用码,卫星对于 M 码将具有单独的射频链路和天线孔径。当卫星能工作时,每颗卫星可能在每个载波频率上发射两个不同的 M 码信号。即使由同一颗卫星以同一载波频率发射,信号将在载波、扩散码、数据信息等方面不同。M 码的调制将采用二进制偏置载波(BOC)信号,其子载波频率为10.23 兆赫,扩码率为每秒 5.115 百万扩散位,故称为BOC(10.23,5.115)调制,简称 BOC(10,5) 。因为 BOC(10,5)调制与 Y 和 C/A 码信号相分离,故可以较大的功率发射,而不降低 Y 或C/A 码接收机的性能。BOC(10,5)对于针对 C/A 码信号的干扰不敏感,而且与用来扩展调制的二进制序列的结构难以分辨。L5 将位于 9601215 兆赫频段,而地面测距仪/塔康(DME/TACAN)导航台和军用数据链(Link16)已大量使用这个频段,但这只会对欧洲中部和美国高空飞行的飞机产生干扰。美国计划对在L5±9 兆赫以内的 DME 频率进行重新分配,以便 L5 信号在美国的所有高度都能良好地接收。一些新的抗干扰技术由于 GPS 卫星发射的导航信号比较微弱,而且以固定的频率发射,因此军用 GPS 接收机很容易受到敌方的干扰。美国国防预研计划局(DARPA)正在发展一种新的抗干扰方法,采用战场上空的无人机来创造伪 GPS 星座,使其信号功率超过敌方干扰信号的功率。所谓伪卫星,就是将 GPS 导航信号发射机装在飞机或地面上,顶替 GPS 卫星来进行导航。DARPA 用无人机做伪卫星的研究,称为 GPX 伪卫星概念,旨在使己方的部队在受干扰的战场环境中具有精确的导航能力。其方法是由飞行中无人机上的 4 颗伪卫星广播大功率信号,这样在战场区域上空产生一个人工 GPS 星座。4 架“猎人“无人机就可覆盖 300千米见方的战区。只要对现有 GPS 接收机的软件作些改变就可使用伪卫星发射的信号。当用实际 GPS 星座导航时,接收机开始需要知道卫星位置,即星历的情况,故伪卫星概念面临的挑战是采用可用的低数据率信息把 4 颗运动的伪卫星的位置告诉接收机。因此,DARPA 和柯林斯公司设计人员的关键任务是在可用的 50 比特/秒信息中发送伪卫星星历。无人机的稳定性相当好,不会像战斗机那样机动;但任何运动都会使位置有点不确定。因而与采用卫星星座的导航比较,其定位总误差将增长约 20%。DAPRA 已用在 7500 米高度上的公务机上以及约 3000 米高度上的“猎人“无人机上试验了单颗伪卫星,导航精度从采用真卫星时的 2.7 米下降到 4.3 米。当然,伪卫星不一定要全部机载,也可采用地面和机载发射机混合的方案。将某些伪卫星设在地面上的缺点是减少了覆盖范围,但提高了导航精度。为了克服干扰,伪卫星可发射 100 瓦信号,使地面接收机处的信号强度比来自卫星的信号强度增加 45 分贝。诺斯罗普·格鲁门公司正在研制可提供 3040 分贝抗干扰改进的GPS 接收机。这种称为“反干扰自主完整性监控外推“的抗干扰方法将由惯性导航和 GPS 接收机在载波相位级进行全耦合来实现。全耦合滤波器将减小 GPS 跟踪回路的带宽,从而减少干扰信号进入 GPS 接收机的机会。柯林斯公司和洛克希德·马丁公司联合为 JASSM 空面导弹研制的G-STAR 高反干扰 GPS 接收机采用了调零和波束操纵的方法。该接收机重 11.3 千克,采用了一个空间时间适配器,适配器探测出一个威胁,便将其信号调到零,并在发射导航信号的卫星方向增加增益。这种反干扰技术以数字方式实现,故称为数字波束成形器,它比常规的模拟调零法更为精确,同时可将接收机的波束调整到朝向可用的导航卫星。数字信号处理可通过动态移动零位来抵消噪声,增加增益,并通过一个 6 元天线阵来操纵波束。民用 GPS 接收机也有抗干扰的问题,但民用 GPS 接收机用户更关心非故意干扰。非故意干扰基本上为宽波段类型,与干扰机将其功率集中于 GPS 频率不同。与软件有密切关系的数字信号处理方法,在对付宽波段干扰方面是很理想的。美国 Electro-Radiation(ERI)公司指出,常规抗干扰方法的是采用相控阵天线组成的零位操纵天线,这不仅要增加重量,且成本较高,而在接收机上实现的抗干扰技术通常只有有限的干扰剔除能力或者是专为对付某种干扰而特地设计的抗干扰能力。这家公司已研制出能有效地对付所有已知类型干扰的一种干扰抑制装置(ISU) ,它不需要昂贵和笨重的天线,可以低成本、高效的方式加装到新的和现有的 GPS 接收机中,既适合军用,也适合民用。这种干扰抑制装置包括补钉天线以及可插入任何 GPS 接收机天线接口的电子装置,用来抑制宽带噪声和窄带干扰。它使 GPS 接收机增加20 分贝的抗宽带噪声能力和 35 分贝的抗窄带干扰能力GPS 在飞机着陆中的应用美国海军试飞员已驾驶 F/A-18 飞机在罗斯福号航母上利用 GPS 系统做了首批自动着舰。据称这种系统的性能相当于或超过目前自动着舰系统的性能。美国海军在发展的着舰系统是雷神公司联合精密进近与着陆系统(JPALS)的海军型,它在 JPALS 的基础上作了修改。雷神公司正按美国空军的合同为所有军种的飞机研制 JPALS 系统,系统将采用局域差分GPS 修正,为固定翼飞机和旋翼机在陆上机场提供类和类仪表进近。美国海军牵头的舰载 GPS(SRGPS)系统将取代舰载的塔康系统。它将在 JPALS 上增加一个单向低截获概率(LPI)数据链,为 370 海里范围内的飞机提供舰的位置。而在 92.5 千米半径的范围内,双向 LPI 数据通信采用与民航空中交通管制(ATC)现代化计划所使用的自动相关监视-广播(ADS-B)类似的位置报告将使航母跟踪多达 100 架飞机。在装有 SRGPS 的情况下,航母和其他舰船将能更隐蔽地与飞机联系,不必使用塔康系统和一次或二次雷达信号,并把话音通信减到最小程度。与塔康的 15 赫的更新率比,LPI 链路将以很低的数据率(0.2 赫)工作。FAA 的 GPS 广域增强系统(WAAS)的发展因一再遇到问题而推迟。该系统是由雷神公司制造的,试图用赤道上空的地球同步通信卫星把完整性告警信息,以及差分修正量等其他数据传送给 GPS 用户,提高 GPS的导航精度,以满足类进近的要求。原来对 WAAS 的计划是要在 1999 年 12 月开始进行 60 天的试验,然后在 2000 年晚些时候投入使用。但这些试验在 2000 年 1 月被撤消,撤消原因是由于信号中断以及误警率太高。然而,WAAS 表明其精度可达到 3 米,远比试验所要求的 7.6 米要好,因而其发展工作仍在继续。据估计,安全性得到认证的 WAAS 将于 2003 年年初投入工作.WAAS 使用日期的延误可能还会对其后的局域增强系统(LAAS)产生影响,LAAS 将为机场提供精密的 GPS 仪表进近能力,还有能力跟踪地面上滑行的飞机。LAAS 预定 2002 年在美国 46 个类机场和 114 个/类机场投入使用。联邦快递公司的一架波音 727-200 货机率先在商业运营中采用具有 LAAS 能力的卫星着陆系统(SLS)进行了精密进近。GPS 的微小型化及其在炮弹制导中的应用随着 GPS/惯性制导系统成本的降低和体积的减小,现在甚至连一些炮弹也将采用 GPS/惯性制导。美国英特斯台特电子公司(IEC)已研制了一种炮弹制导用微小型 GPS 接收机,装在美国海军和陆军的火箭助推的 127 毫米炮弹的尖头部。这种 GPS 接收机能承受炮弹发射时的12500g 以上的过载,并能迅速截获 GPS 信号。这种接收机采用快速截获/直接 Y 码处理,不到 6 秒就能截获信号,并将跟踪多达 8 颗卫星。为抑制干扰信号,它被设计成与惯性测量装置紧耦合工作,并采用某种窄带跟踪回路技术。其制导系统中的惯性传感器采用了硅微机电系统(MEMS)技术,因而体积小,成本低。为减轻 GPS 时钟振荡器在长期储存中的相位不稳定的问题,采用了一种先进的相关器,对 GPS 信号进行时域搜索以及数据变换,用来搜寻时钟振荡器产生的不定性,从而能直接捕获 Y 码。

    注意事项

    本文(GPS入门基础知识收集.doc)为本站会员(恋****泡)主动上传,得力文库 - 分享文档赚钱的网站仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知得力文库 - 分享文档赚钱的网站(点击联系客服),我们立即给予删除!

    温馨提示:如果因为网速或其他原因下载失败请重新下载,重复下载不扣分。




    关于得利文库 - 版权申诉 - 用户使用规则 - 积分规则 - 联系我们

    本站为文档C TO C交易模式,本站只提供存储空间、用户上传的文档直接被用户下载,本站只是中间服务平台,本站所有文档下载所得的收益归上传人(含作者)所有。本站仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。若文档所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知得利文库网,我们立即给予删除!客服QQ:136780468 微信:18945177775 电话:18904686070

    工信部备案号:黑ICP备15003705号-8 |  经营许可证:黑B2-20190332号 |   黑公网安备:91230400333293403D

    © 2020-2023 www.deliwenku.com 得利文库. All Rights Reserved 黑龙江转换宝科技有限公司 

    黑龙江省互联网违法和不良信息举报
    举报电话:0468-3380021 邮箱:hgswwxb@163.com  

    收起
    展开