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GPS全球定位系统

时间:2016-05-31 17:02 来源: 互联网  作者:  综合部

GPS全球定位系统

 

GPS又称为全球定位系统(Global Positioning System)是美国从上世纪70年代开始研制,历时20年、耗资200亿美元,于1994年3月完成其整体部署,实现其全天候、高精度和全球的覆盖能力。现在GPS与现代通信技术相结合,使得测定地球表面三维坐标的方法从静态发展到动态,从数据后处理发展到实时的定位与导航,极大地扩展了它的应用广度和深度。载波相位差分法GPS技术可以极大提高相对定位精度,在小范围内可以达到厘米级精度。此外由于GPS测量技术对测点间地通视和几何图形等方面的要求比常规测量方法更加灵活、方便,已完全可以用来施测各种等级的控制网。GPS全站仪的发展在地形和土地测量以及各种工程、变形、地表沉陷监测中已经得到广泛应用,在精度、效率、成本等方面显示出巨大的优越性。


GPS全球卫星定位系统的用途

GPS最初就是为军方提供精确定位而建立的至今它仍然由美国军方控制。军用GPS产品主要用来确定并跟踪在野外行进中的士兵和装备的坐标给海中的军舰导航为军用飞机提供位置和导航信息等。


目前GPS系统的应用已十分广泛,可以应用GPS信号可以进行海、空和陆地的导航导弹的制导大地测量和工程测量的精密定位时间的传递和速度的测量等。对于测绘领域GPS卫星定位技术已经用于建立高精度的全国性的大地测量控制网测定全球性的地球动态参数;用于建立陆地海洋大地测量基准进行高精度的海岛陆地联测以及海洋测绘;用于监测地球板块运动状态和地壳形变;用于工程测量成为建立城市与工程控制网的主要手段。用于测定航空航天摄影瞬间的相机位置实现仅有少量地面控制或无地面控制的航测快速成图导致地理信息系统、全球环境遥感监测的技术革命。


许多商业和政府机构也使用GPS设备来跟踪他们的车辆位置这一般需要借助无线通信技术。一些GPS接收器集成了收音机、无线电话和移动数据终端来适应车队管理的需要。 由于多元化空间资源环境的出现 使得GPSGLONASSINMARSAT等系统都具备了导航定位功能形成了多元化的空间资源环境。这一多元化的空间资源环境促使国际民间形成了一个共同的策略,即一方面对现有系统充分利用一方面积极筹建民间GNSS系统,待到2010年前后GNSS纯民间系统建成全球将形成GPS/GLONASS/GNSS三足鼎立之势才能从根本上摆脱对单一系统的依赖形成国际共有、国际共享的安全资源环境,世界才可进入将卫星导航作为单一导航手段的最高应用境界。国际民间的这一策略反过来有影响和迫使美国对其GPS使用政策作出更开放的调整。总之由于多元化空间资源环境的确立给GPS的发展应用创造了一个前所未有的良好的国际环境。


车载GPS技术层面的发展趋势

第一个大趋势就是频率分集技术(frequency diversity),实际上已经正在第二代GPS系统替换老化卫星过程中进行。完成以后,现代化的卫星星座将为民用用户提供三种新的定位信号。此外,欧洲联盟在2002年3月启动的“伽里略”计划也采取了此种技术。第二个大趋势就是克服射频干扰(RFI)。GPS广播的功率特别低,一般为10到16瓦,很容易就会被周围的射频信号所干扰,而不能正常工作。GPS接收器将通过把接收到的测距码与储存在本地的复制码的相位进行匹配来穿透噪声。当相位一致时,接收器就能够以定时信号作为精确的参考,因此就可以准确的定位。第三个大趋势就是安装保证定位误差小于某一个特定值的综合机械系统。采用微分GPS技术,系统将获得来自地球同步轨道通信卫星的最新误差校正信息,修正数据来自于地面参考接收器。过去GPS的误差为2米,现在将更小。

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