gps定位系统简介_gps是什么意思 - 全文

现在人们生活水平有了很大的提高，GPS也进入了人们的生活当中，很多人在生活中都在使用GPS，但你们知道gps是什么意思吗？什么又是gps定位系统？下面是小编整理的关于gps定位系统的一些资料，以供大家参考：

gps定位系统
GPS 主系统是居心叵测的老美发射运行的卫星系统，包含了27 颗能持续发送地理位置海拔高度和时间信号的卫星，24 个正常使用，3 个备用，这些卫星平均分布运行在六个轨道上。一般来说，在地面上的GPS 接收器能接收5～12 个卫星信号，而为了获得地面上的定位坐标，GPS定位至少需要4 个卫星信号，三个用来确定GPS 接收器的纬度、经度和海拔高度，第四个则提供同步校正时间。全球定位系统由三部分构成：
太空卫星部份：由 24 颗绕极使用卫星所组成，分成六个轨道，运行于约 20200 公里的高空，绕行地球一周约12 小时。每个卫星均持续着发射载有卫星轨道数据及时间的无线电波，提供地球上的各种接收机来应用。
地面管制部份：这是为了追踪及控制上述卫星运转，所设置的地面 管制站，主要工作为负责修正与维护每个卫星能保持正常运转的各项参数数据，以确保每个卫星都能提供正确的讯息给使用者接收机来接收。
使用者接收机：追踪所有的 GPS 卫星，并实时地计算出接收机所在 位置的坐标、移动速度及时间，各种蓝牙GPS 即属于此部份。
我们通常所说的GPS, 就是第3 部分。

一套完整的GPS定位系统包含哪些设备:
A、GPS 接收机,一般按接口分为如下几种：
无线蓝牙GPS，目前主流如HAICOM 406 等，诺基亚 LD-3W, Navibe 731 等主要与具备蓝牙功能的掌上电脑PDA、智能手机配合使用。
USB 接口GPS，主要配合笔记本电脑使用。
CF 卡接口GPS，主要配合老型号没蓝牙功能的PDA 使用。

B、地图操作终端设备:
掌上电脑PDA，PPC 系统是目前导航的主流
智能手机
笔记本电脑

C、导航软件地图软件、一般按操作系统分如下几种：
PPC 掌上电脑系统，主要有灵图天行者5、凯立德2.0、城际通、MAPKING、OZI，此系统上目前软件最为丰富、功能也最为强大。
系统智能手机，主要有路拓ROUTE66、 凯立德等。
Smartphone 智能手机，主要有凯立德。
PC 系统，主要有灵图、城际通等。


D、GPS定位系统导航系统有哪些功能？
地图查询:
可以在操作终端上搜索你要去的目的地位置。
可以记录你常要去的地方的位置信息，并保留下来，也和可以和别人共享这些位置信息。
模糊的查询你附件或某个位置附近的如加油站，宾馆、取款机等信息
路线规划:
GPS定位系统会根据你设定的起始点和目的地，自动规划一条线路。
规划线路可以设定是否要经过某些途径点。
规划线路可以设定是否避开高速等功能。
自动导航:
语音导航：用语音提前向驾驶者提供路口转向，导航系统状况等行车信息，就象一个懂路的向导告诉你如何驾车去目的地一样。导航中最重要的一个功能，使你无需观看操作终端，通过语音提示就可以安全到
达目的地。
画面导航：在操作终端上，会显示地图，以及车子现在的位置，行车速度，目的地的距离，规划的路线提示，路口转向提示的行车信息。
重新规划线路：当你没有按规划的线路行驶，或者走错路口时候，GPS定位系统会根据你现在的位置，为你重新规划一条新的到达目的地的线路。

GPS 应用基础
GPS gloabal Positioning System,主要分三大块，地面控制站、卫星、接收机。
主控制站，在美国科罗拉多。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。
卫星，有27 颗，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。
接收机，袖珍式、背负式、车载、船载、机载等等。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。

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GARMIN 45C 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。

定位精度
谈到定位精度，就得说说SA 和AS。什么是SA，AS 呢？ GPS 的信号有两种C/A 码，P 码。
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 (Selective Availability)，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。
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 的设置
GPS 拿到手，如果是新机器要定位，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：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：自选。
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 Electronics Association)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，V1.5 V2.1。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！

经纬度的表示
再讲讲数据表示。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.ddddd， 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， GPS315 只能选择第二种和第三种在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 (不精确)。
经度就不是这样，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=111.413cosφ，在纬度φ处。 （公式不精确）
例：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

GPS 接收机原理图

选择GPS 方案所应考虑的几个方面
1、GPS 芯片
导航的准确性，最关键的是接受卫星信号的精度和算法。而卫星接收性能，主要由GPS 的芯片决定。GPS的芯片相当于电脑的CPU。现在主流的是Sirf(瑟浮)三代芯片。具有20 个卫星通道（sirf 二代有12 个通道）。其他的还有sony 的芯片和瑞士的RFMD 芯片。这些芯片在实际使用中的效果，和sirf 的有明显的差距。

2、GPS 电源
人们在使用GPS 的时候，一般都是在车上或者户外，而且有的时候，导航时间会比较长（比如长途旅行）。因此，在选择GPS 的时候，要注意GPS 的电源或者电池的能力。对于车载，一般的蓝牙GPS 和一体机都有车载充电器。
在徒步旅行时，各个产品的电池设计思路不同：有的采用和诺基亚电池通用的电池，让诺基亚手机用户有很多电池备用。有的采用大容量电池。有的干脆配备可以外接的干电池盒。这些都可以解决电源问题，关键看哪一种更适合自己。

3、GPS 天线
GPS 天线可以增强接受能力，同时扩展接受范围。比如屋子里面收不到信号，通过天线，可以引导屋外。sirf 三代芯片的GPS，在绝大部分使用情况下，都不用GPS 天线。在贴金属膜的车内，一般也不需要。但是在特殊的情况下，比如天气情况不好、高层建筑物遮挡等情况下，可以购买天线最为备用。信号好的时候，安装天线也可以提高信号强度。

4、GPS 产品特点
可以说，每一款GPS 产品，在设计的时候，都会有它的侧重点。一个产品不可能十全十美。比如有的机器侧重性价比，有的侧重小巧时尚美观，有的侧重功能多样性，有的使用大容量电池。因此，在选择的时候，也要根据自己的实际需要、喜欢类型和准备投入的多少来选择。

5、信誉
应选择一些市场美誉度和知名度较高的产品。这样的产品质量可靠、稳定，监控准确且实时到位，可以确保车辆安全和管理方便。如市场上常见的四方通信车载GPS、华强等。