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GPS定位的概念、定位方法以及应用领域

    引 言

    GPS(Global Positioning System)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。它是由空间部分、地面控制部分和用户部分所组成的。GPS定位作为其功能之一。其计划始于1973年,1994年进入完全运行状态。

    GPS定位是指利用全球导航系统,通过接收卫星信号GSM无线网络来适时确定地面位置,并将GPS确定的地面位置传递到一些专业的定位平台。它是GPS技术应用中的一项常用功能,中心端采用固定IP接入,用来接收和处理GPS终端通过移动网络提交上来的各种数据,如终端当前位置信息,终端的各种报警信息等,同时处理客户端提交上来的各种查询请求。  

     

GPS定位功能的简单介绍

     

    GPS定位是结合了GPS技术、无线通信技术(GSM/GPRS/CDMA)、图像处理技术及GIS技术的定位技术,主要可实现如下功能:1.跟踪定位2.轨迹回放3.报警(报告)4.地图制作功能5.里程统计6.车辆信息管理7.短信通知功能8.车辆远程控制9.车载电话10.油耗检测11.车辆调度

    GPS定位方法

    GPS定位的方法是多种多样的,用户可以根据不同的用途采用不同的定位方法。GPS定位方法可依据不同的分类标准,作如下划分:

    一、根据定位所采用的观测值

    伪距GPS定位,伪距定位所采用的观测值为GPS伪距观测值,所采用的伪距观测值既可以是C/A码伪距,也可以是P码伪距。伪距定位的优点是数据处理简单,对定位条件的要求低,不存在整周模糊度的问题,可以非常容易地实现实时定位;其缺点是观测值精度低,C/A 码伪距观测值的精度一般为3米,而P码伪距观测值的精度一般也在30个厘米左右,从而导致定位成果精度低,另外,若采用精度较高的P码伪距观测值,还存在AS的问题。

    载波相位GPS定位,载波相位定位所采用的观测值为GPS的载波相位观测值,即L1、L2或它们的某种线性组合。载波相位定位的优点是观测值的精度高,一般优于2个毫米;其缺点是数据处理过程复杂,存在整周模糊度的问题。

    二、根据定位的模式

    绝对GPS定位,绝对定位又称为单点定位,这是一种采用一台接收机进行定位的模式,它所确定的是接收机天线的绝对坐标。这种定位模式的特点是作业方式简单,可以单机作业。绝对定位一般用于导航和精度要求不高的应用中。

    相对GPS定位,相对定位又称为差分定位,这种定位模式采用两台以上的接收机,同时对一组相同的卫星进行观测,以确定接收机天线间的相互位置关系。

    三、根据获取定位结果的时间

    实时GPS定位,实时定位是根据接收机观测到的数据,实时地解算出接收机天线所在的位置。

    非实时GPS定位,非实时定位又称后处理定位,它是通过对接收机接收到的数据进行后处理以进行定位得方法。

    四、根据定位时接收机的运动状态

    动态GPS定位,所谓动态定位,就是在进行GPS定位时,认为接收机的天线在整个观测过程中的位置是变化的。也就是说,在数据处理时,将接收机天线的位置作为一个随时间的改变而改变的量。动态定位又分为KinematIC和Dynamic两类。

    静态GPS定位,所谓静态定位,就是在进行GPS定位时,认为接收机的天线在整个观测过程中的位置是保持不变的。也就是说,在数据处理时,将接收机天线的位置作为一个不随时间的改变而改变的量。在测量中,静态定位一般用于高精度的测量定位,其具体观测模式多台接收机在不同的测站上进行静止同步观测,时间由几分钟、几小时甚至数十小时不等。

     

GPS定位导航仪

     

    GPS定位的应用

    现实生活中,GPS定位主要用于用于对移动的人、宠物、车及设备进行远程实时定位监控的一门技术。由于GPS定位所具有的全天候、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。

    目前物流等行业存在的货物遗失、被盗或发送错误等情况。该定位装置可作为财产跟踪器。使行业用户、个人用户及政府用户实时掌握移动资产的地理信息,全面提高移动资产管理效率和安全监控系数。该跟踪器有助于客户更加有效的利用移动资源进行高效运作,提高企业竞争力,实现客户的利益最大化。

    在工程测量方面,应用GPS静态相对定位技术,布设精密工程控制网,用于城市和矿区油田地面沉降监测、大坝变形监测、高层建筑变形监测、隧道贯通测量等精密工程。加密测图控制点,应用GPS实时动态定位技术(简称RTK)测绘各种比例尺地形图和用于施工放样。

    在航空摄影测量方面,我国测绘工作者也应用GPS技术进行航测外业控制测量、航摄飞行导航、机载GPS航测等航测成图的各个阶段,如下图示。

     

GPS定位导航仪

     

    在地球动力学方面,GPS技术用于全球板块运动监测和区域板块运动监测。我国已开始用兵GPS技术监测南极洲板块运动、青藏高原地壳运动、四川鲜水河地壳断裂运动,建立了中国地壳形变观测网、三峡库区形变观测网、首都圈GPS形变监测网等。GPS技术已经用于海洋测量、水下地形测绘。

    在个人用户设备方面,GPS定位主要是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星,并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后,就可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据,接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算,计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。

    总结

    GPS定位在各方面的应用是十分广泛的,进入21世纪GPS技术将不断加强和发展。本文对GPS定位的概念、定位方法以及应用领域等方面作了简单介绍。

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