gps定位

GPS定位的方法是多種多樣的，用戶可以根據不同的用途采用不同的定位方法。GPS定位方法可依據不同的分類標準，作如下劃分:

偽距定位

偽距定位所采用的觀測值為GPS偽距觀測值，所采用的偽距觀測值既可以是C/A碼偽距，也可以是P碼偽距。偽距定位的優(yōu)點是數據處理簡單，對定位條件的要求低，不存在整周模糊度的問題，可以非常容易地實現實時定位;其缺點是觀測值精度低，C/A 碼偽距觀測值的精度一般為3米，而P碼偽距觀測值的精度一般也在30個厘米左右，從而導致定位成果精度低，另外，若采用精度較高的P碼偽距觀測值，還存在AS的問題。

載波相位定位

載波相位定位所采用的觀測值為GPS的載波相位觀測值，即L1、L2或它們的某種線性組合。載波相位定位的優(yōu)點是觀測值的精度高，一般優(yōu)于2個毫米;其缺點是數據處理過程復雜，存在整周模糊度的問題。

絕對定位

絕對定位又稱為單點定位，這是一種采用一臺接收機進行定位的模式，它所確定的是接收機天線的絕對坐標。這種定位模式的特點是作業(yè)方式簡單，可以單機作業(yè)。絕對定位一般用于導航和精度要求不高的應用中。

相對定位

相對定位又稱為差分定位，這種定位模式采用兩臺以上的接收機，同時對一組相同的衛(wèi)星進行觀測，以確定接收機天線間的相互位置關系。

實時定位

實時定位是根據接收機觀測到的數據，實時地解算出接收機天線所在的位置。

非實時定位

非實時定位又稱后處理定位，它是通過對接收機接收到的數據進行后處理以進行定位得方法。

動態(tài)定位

所謂動態(tài)定位，就是在進行GPS定位時，認為接收機的天線在整個觀測過程中的位置是變化的。也就是說，在數據處理時，將接收機天線的位置作為一個隨時間的改變而改變的量。動態(tài)定位又分為Kinematic和Dynamic兩類。

靜態(tài)定位

所謂靜態(tài)定位，就是在進行GPS定位時，認為接收機的天線在整個觀測過程中的位置是保持不變的。也就是說，在數據處理時，將接收機天線的位置作為一個不隨時間的改變而改變的量。在測量中，靜態(tài)定位一般用于高精度的測量定位，其具體觀測模式多臺接收機在不同的測站上進行靜止同步觀測，時間由幾分鐘、幾小時甚至數十小時不等。

GPS利用全球導航系統，可以通過接收衛(wèi)星信號來適時確定地面位置?，F代科技通過GSM無線網絡，將GPS確定的地面位置傳遞到一些專業(yè)的定位平臺，物流等行業(yè)存在的貨物遺失、被盜或發(fā)送錯誤等情況。該定位裝置可作為財產跟蹤器。使行業(yè)用戶、個人用戶及政府用戶實時掌握移動資產的地理信息，全面提高移動資產管理效率和安全監(jiān)控系數。該跟蹤器有助于客戶更加有效的利用移動資源進行高效運作，提高企業(yè)競爭力，實現客戶的利益最大化。

GPS汽車跟蹤器

汽車跟蹤器平臺上標注出當前位置。用戶可以用此方法很方便的得到目標的位置。

GPS在汽車跟蹤器中的應用，已經應用到了生活的方方面面，在警用調查中，GPS汽車跟蹤器是決對不可缺少的一部分，警察將GPS定位器放到犯罪分子的行動工具上后，可以在警用監(jiān)控中心很方便的看到犯罪分子所有的區(qū)域和行動路線，達到及時發(fā)現犯罪窩點，解決治安隱患。

GPS在汽車跟蹤中，平臺是必不可少的，在國內有很多這樣的平臺，里面內置有各種最新的電子地圖和GOOGLE衛(wèi)星圖片。實時的標注GPS汽車跟蹤器上傳定位平臺的位置信息，讓用戶一目了然的了解目標的位置。

卜默示條件，GPS模塊SiRFStarIII接受每二輸出位置的數據，通常$GPRMC精簡數據格式的數據，包括緯度，經度的目的，速度(結)，運動方向角，年，月，時，分，秒，毫秒，定位數據是有效的或無效的，和其他重要信息。語句格式如下:

$GPRMC，，，，，，，，，，，，*，HH

只需要知道位置信息，所以在閱讀唯一的，可以實際應用。

<1>:當地時間代表UTC。格式"當每分鐘，小時，分鐘和秒2。

<2>:工作代表國家。""顯示可用的數據，"V"表示接受警報，沒有可用的數據。

<3>:代表緯度數據。"子級的格式。分分分。"

<4>:緯度半球為代表的"N"或"S"。

<5>:代表經度數據。格式和LD

現狀;度分鐘。sub-sub-sub-sub."

<6>:代表經度半球，為"E"或"

軟件讀取經緯度數據獲取用戶位置停止分析，確定用戶的具體位置在該地區(qū)建立和平。方法是基于用戶的設置確定中心的緯度和經度和緯度和經度計算出活動維持當前的對象可以超過和平活動預定半徑。結果的基礎上的歧視，設置相應的標志。

GPS(Global Positioning System)即全球定位系統，是由美國建立的一個衛(wèi)星導航定位系統，利用該系統，用戶可以在全球范圍內實現全天候、連續(xù)、實時的三維導航定位和測速;另外，利用該系統，用戶還能夠進行高精度的時間傳遞和高精度的精密定位。

現實生活中，GPS定位主要用于對移動的人、寵物、車及設備進行遠程實時定位監(jiān)控的一門技術。GPS定位是結合了GPS技術、無線通信技術(GSM/GPRS/CDMA)、圖像處理技術及GIS技術的定位技術，主要可實現如下功能:

1.跟蹤定位

監(jiān)控中心能全天侯24小時監(jiān)控所有被控車輛的實時位置、行駛方向、行駛速度，以便最及時的掌握車輛的狀況。

2.軌跡回放

監(jiān)控中心能隨時回放近60天內的自定義時段車輛歷史行程、軌跡記錄。(根據情況，可選配軌跡DVD刻錄服務)

3.報警(報告)

3.1，超速報警:車輛行駛速度超出監(jiān)控中心預設的速度時，及時上報監(jiān)控中心

3.2，區(qū)域報警(電子圍欄):監(jiān)控中心設定區(qū)域范圍，車輛超出或駛入預設的區(qū)域會向監(jiān)控調度中心給出相應的報警

3.3，停車報告:調度中心可對車輛的歷史停車記錄以文字形式生成報表，其中描述車輛的停車地點、時間和開車時間等信息，并可對其進行打印。

3.4，應急報警: 一旦遇有緊急險情(如遭劫等)，請馬上按動應急報警按鈕，向監(jiān)管中心報警，監(jiān)管中心即刻會知道您處于緊急狀態(tài)以及您所在的位置。經核實后，進入警情處置程序，助您脫險。(注:一旦應急報警按鈕啟動，此設備會立即關閉通話功能，但短信功能正常)

3.5，欠壓報警，當汽車電瓶電壓過低時，車載主機會自動向監(jiān)控中心報警，由監(jiān)控中心值班員提醒用戶及時給車輛充電。

3.6，剪線報警，車輛主電瓶被破壞后或不能供電時，內置備用電池可維持產品繼續(xù)工作，并向監(jiān)控中心發(fā)送剪線報警。

4.地圖制作功能

根據查看需要，客戶可以添加修改自定義地圖線路，以更好服務企業(yè)運行

5.里程統計

系統利用GPS車載終端的行駛記錄功能和GIS地理系統原理對車輛進行行駛里程統計，并可生成報表且可打印。

6.車輛信息管理

方便易用的管理平臺，提供了車輛、駕駛人員、車輛圖片等信息的設定，以方便調度人員的工作。

7.短信通知功能

將被控車輛的各種報警或狀態(tài)信息在必要時發(fā)送到管理者手機上，以便隨時隨地掌握車輛重要狀態(tài)信息。

8.車輛遠程控制

監(jiān)控中心可隨時對車輛進行遠程斷油斷電，鎖車功能。

9.車載電話

車載電話可以象普通手機一樣拔打電話，調度中心可對此電話進行遠程權限設置，即呼入限制、呼出限制、只能呼叫指定的若干電話號碼。

10.油耗檢測

實時監(jiān)控車輛的油耗變化，并生成歷史時段油量變化報表或油量曲線圖，進而直觀反映出油量的正常消耗與非正常消耗及加油數量不足等現象，達到油耗高水平管理，杜絕不良事件的發(fā)生。(需搭配油量傳感器)

11.車輛調度

調度人員確定調度車輛或者在地圖上畫定調度范圍，GPS系統自動向車輛或者畫定范圍內的所有車輛發(fā)出調度命令，被調度車輛及時回應調度中心，以確定調度命令的執(zhí)行情況。GPS系統還可對每輛車成功調度次數進行月統計。

車載終端可以進行自我診斷，一旦發(fā)生故障，就會向中心發(fā)出故障通知，方便工作人員維修，確保設備正常工作。

GPS計劃始于1973年 ，已于1994年進入完全運行狀態(tài)。GPS的整個系統由空間部分、地面控制部分和用戶部分所組成:

空間部分(太空部分)

GPS的空間部分是由24顆GPS工作衛(wèi)星所組成，這些GPS工作衛(wèi)星共同組成了GPS衛(wèi)星星座，其中21顆為可用于導航的衛(wèi)星，3顆為活動的備用衛(wèi)星。這24顆衛(wèi)星分布在6個傾角為55°的軌道上繞地球運行。衛(wèi)星的運行周期約為12恒星時。每顆GPS工作衛(wèi)星都發(fā)出用于導航定位的信號。GPS用戶正是利用這些信號來進行工作的。

控制部分

GPS的控制部分由分布在全球的由若干個跟蹤站所組成的監(jiān)控系統所構成，根據其作用的不同，這些跟蹤站又被分為主控站、監(jiān)控站和注入站。主控站有一個，位于美國克羅拉多(Colorado)的法爾孔(Falcon)空軍基地，它的作用是根據各監(jiān)控站對GPS的觀測數據，計算出衛(wèi)星的星歷和衛(wèi)星鐘的改正參數等，并將這些數據通過注入站注入到衛(wèi)星中去;同時，它還對衛(wèi)星進行控制，向衛(wèi)星發(fā)布指令，當工作衛(wèi)星出現故障時，調度備用衛(wèi)星，替代失效的工作衛(wèi)星工作;另外，主控站也具有監(jiān)控站的功能。監(jiān)控站有五個，除了主控站外，其它四個分別位于夏威夷(Hawaii)、阿松森群島(Ascension)、迭哥伽西亞(Diego Garcia)、卡瓦加蘭(Kwajalein)，監(jiān)控站的作用是接收衛(wèi)星信號，監(jiān)測衛(wèi)星的工作狀態(tài);注入站有三個，它們分別位于阿松森群島(Ascension)、迭哥伽西亞(Diego Garcia)、卡瓦加蘭(Kwajalein)，注入站的作用是將主控站計算出的衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星鐘的改正數等注入到衛(wèi)星中去。

用戶部分(地面接收)

GPS的用戶部分由GPS接收機、數據處理軟件及相應的用戶設備如計算機氣象儀器等所組成。它的作用是接收GPS衛(wèi)星所發(fā)出的信號，利用這些信號進行導航定位等工作。 以上這三個部分共同組成了一個完整的GPS系統。

GPS的信號

GPS衛(wèi)星發(fā)射兩種頻率的載波信號，即頻率為1575.42MHz的L1載波和頻率為1227.60MHz的L2載波，它們的頻率分別是基本頻率10.23MHz的154倍和120倍，它們的波長分別為19.03cm和24.42cm。在L1和L2上又分別調制著多種信號，這些信號主要有:

C/A碼

C/A碼又被稱為粗捕獲碼，它被調制在L1載波上，是1MHz的偽隨機噪聲碼(PRN碼)，其碼長為1023位(周期為1ms)。由于每顆衛(wèi)星的C/A碼都不一樣，因此，我們經常用它們的PRN號來區(qū)分它們。C/A碼是普通用戶用以測定測站到衛(wèi)星間的距離的一種主要的信號。

P碼

P碼又被稱為精碼，它被調制在L1和L2載波上，是10MHz的偽隨機噪聲碼，其周期為七天。在實施AS時，P碼與W碼進行模二相加生成保密的Y碼，此時，一般用戶無法利用P碼來進行導航定位。

Y碼

見P碼。

導航信息

導航信息被調制在L1載波上，其信號頻率為50Hz，包含有GPS衛(wèi)星的軌道參數、衛(wèi)星鐘改正數和其它一些系統參數。用戶一般需要利用此導航信息來計算某一時刻GPS衛(wèi)星在地球軌道上的位置，導航信息也被稱為廣播星歷。

SPS和PPS是GPS系統針對不同用戶提供兩種不同類型的服務。一種是標準定位服務(SPSStandard Positioning Service)，另一種是精密定位服務(PPSPrecision Positioning Service)。這兩種不同類型的服務分別由兩種不同的子系統提供，標準定位服務由標準定位子系統(SPSStandard Positioning System)提供，精密定位服務則由精密定位子系統(PPSPrecision Positioning System)提供。

SPS主要面向全世界的民用用戶。

PPS主要面向美國及其盟國的軍事部門以及民用的特許用戶。

在GPS定位中，經常采用下列觀測值中的一種或幾種進行數據處理，以確定出待定點的坐標或待定點之間的基線向量:

L1載波相位觀測值

L2載波相位觀測值(半波或全波)

調制在L1上的C/A碼偽距

調制在L1上的P碼偽距

調制在L2上的P碼偽距

L1上的多普勒頻移

L2上的多普勒頻移

實際上，在進行GPS定位時，除了大量地使用上面的觀測值進行數據處理以外，還經常使用由上面的觀測值通過某些組合而形成的一些特殊觀測值，如寬巷觀測值(Wide-Lane)、窄巷觀測值(Narrow-Lane)、消除電離層延遲的觀測值(Ion-Free)來進行數據處理。

GPS的誤差

我們在利用GPS進行定位時，會受到各種各樣因素的影響。影響GPS定位精度的因素可分為以下四大類:

人為

美國政府從其國家利益出發(fā)，通過降低廣播星歷精度( 技術)、在GPS基準信號中加入高頻抖動( 技術)等方法，人為降低普通用戶利用GPS進行導航定位時的精度。

衛(wèi)星星歷誤差

在進行GPS定位時，計算在某時刻GPS衛(wèi)星位置所需的衛(wèi)星軌道參數是通過各種類型的星歷[7]提供的，但不論采用哪種類型的星歷，所計算出的衛(wèi)星位置都會與其真實位置有所差異，這就是所謂的星歷誤差。

衛(wèi)星鐘差

衛(wèi)星鐘差是GPS衛(wèi)星上所安裝的原子鐘的鐘面時與GPS標準時間之間的誤差。

衛(wèi)星信號發(fā)射天線相位中心偏差

衛(wèi)星信號發(fā)射天線相位中心偏差是GPS衛(wèi)星上信號發(fā)射天線的標稱相位中心與其真實相位中心之間的差異。

GPS定位的基本原理是根據高速運動的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數據，采用空間距離后方交會的方法，確定待測點的位置。如圖所示，假設t時刻在地面待測點上安置GPS接收機，可以測定GPS信號到達接收機的時間△t，再加上接收機所接收到的衛(wèi)星星歷等其它數據可以確定以下四個方程式: 上述四個方程式中待測點坐標x、 y、 z 和Vto為未知參數，其中di=c△ti (i=1、2、3、4)。

di (i=1、2、3、4) 分別為衛(wèi)星1、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3、衛(wèi)星4到接收機之間的距離。

△ti (i=1、2、3、4) 分別為衛(wèi)星1、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3、衛(wèi)星4的信號到達接收機所經歷的時間。

c為GPS信號的傳播速度(即光速)。

四個方程式中各個參數意義如下:

x、y、z 為待測點坐標的空間直角坐標。

xi 、yi 、zi (i=1、2、3、4) 分別為衛(wèi)星1、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3、衛(wèi)星4在t時刻的空間直角坐標，

可由衛(wèi)星導航電文求得。

Vt i (i=1、2、3、4) 分別為衛(wèi)星1、衛(wèi)星2、衛(wèi)星3、衛(wèi)星4的衛(wèi)星鐘的鐘差，由衛(wèi)星星歷提供。

Vto為接收機的鐘差。

由以上四個方程即可解算出待測點的坐標x、y、z 和接收機的鐘差Vto 。

事實上，接收機往往可以鎖住4顆以上的衛(wèi)星，這時，接收機可按衛(wèi)星的星座分布分成若干組，每組4顆，然后通過算法挑選出誤差最小的一組用作定位，從而提高精度。

由于衛(wèi)星運行軌道、衛(wèi)星時鐘存在誤差，大氣對流層、電離層對信號的影響，以及人為的SA保護政策，使得民用GPS的定位精度只有100米。為提高定位精度，普遍采用差分GPS(DGPS)技術，建立基準站(差分臺)進行GPS觀測，利用已知的基準站精確坐標，與觀測值進行比較，從而得出一修正數，并對外發(fā)布。接收機收到該修正數后，與自身的觀測值進行比較，消去大部分誤差，得到一個比較準確的位置。實驗表明，利用差分GPS，定位精度可提高到5米。

車用導航系統主要由導航主機和導航顯示終端兩部分構成。內置的GPS天線會接收到來自環(huán)繞地球的24顆GPS衛(wèi)星中的至少3顆所傳遞的數據信息，由此測定汽車當前所處的位置。導航主機通過GPS衛(wèi)星信號確定的位置坐標與電子地圖數據相匹配，便可確定汽車在電子地圖中的準確位置。

在此基礎上，將會實現行車導航、路線推薦、信息查詢、播放AV/TV等多種功能。駕駛者只須通過觀看顯示器上的畫面、收聽語音提示，操縱手中的遙控器即可實現上述功能，從而輕松自如地駕車。

在工程測量方面，應用GPS靜態(tài)相對定位技術，布設精密工程控制網，用于城市和礦區(qū)油田地面沉降監(jiān)測、大壩變形監(jiān)測、高層建筑變形監(jiān)測、隧道貫通測量等精密工程。加密測圖控制點，應用GPS實時動態(tài)定位技術(簡稱RTK)測繪各種比例尺地形圖和用于施工放樣。

在航空攝影測量方面，我國測繪工作者也應用GPS技術進行航測外業(yè)控制測量、航攝飛行導航、機載GPS航測等航測成圖的各個階段。

在地球動力學方面，GPS技術用于全球板塊運動監(jiān)測和區(qū)域板塊運動監(jiān)測。我國已開始用兵GPS技術監(jiān)測南極洲板塊運動、青藏高原地殼運動、四川鮮水河地殼斷裂運動，建立了中國地殼形變觀測網、三峽庫區(qū)形變觀測網、首都圈GPS形變監(jiān)測網等。GPS技術已經用于海洋測量、水下地形測繪。

1、美國國防部SA衛(wèi)星信號干擾。(衛(wèi)星信號受美國控制，偶爾有可能會中斷信號服務) 2、天氣因素。如:太陽黑子、惡劣天氣(降低訊號強度，但不影響定位) 3、電氣電磁干擾;遮蔽物下(建筑物里，山谷、峽谷、隧道) 4、汽車擋風玻璃上的隔熱膜、隔熱紙、金屬成份遮蔽等。(降低訊號強度，但不影響定位) 時間顯示不正常 GPS上的日期時間是專門用來顯示衛(wèi)星時間的，GPS收到衛(wèi)星信號才顯示正常，沒信號時不正常，它不是常用的電子表，不能調整不能保存。 GPS定位原理 衛(wèi)星定位系統共有24顆人造衛(wèi)星分布在工作6個軌道上運轉，每個軌道間互成120度角，使得GPS使用者在任何時間、地點都可接收到衛(wèi)星信號加以定位。且不受天氣的影響(受地形或建筑物遮蔽影響，也就是在室內或公交車上較難收到衛(wèi)星信號。

GPS由三個獨立的部分組成:

● 空間部分:21顆工作衛(wèi)星，3顆備用衛(wèi)星。

● 地面支撐系統:1個主控站，3個注入站，5個監(jiān)測站。

● 用戶設備部分:接收GPS衛(wèi)星發(fā)射信號，以獲得必要的導航和定位信息，經數據處理，完成導航和定位工作。

GPS接收機硬件一般由主機、天線和電源組成。