搞懂定位系統(tǒng):定位系統(tǒng)由哪些部分組成?
網(wǎng)約車行駛過程中,常??匆娝緳C在使用導航,其實便是在使用定位系統(tǒng)??梢哉f,定位系統(tǒng)成為了我們日常生活不可或缺的組成之一。為增進大家對定位系統(tǒng)的認識,本文將對定位系統(tǒng)的組成予以介紹。如果你對定位系統(tǒng)具有興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
1、空間
GPS的空間部分是由24 顆工作衛(wèi)星組成,它位于距地表20 200km的上空,均勻分布在6 個軌道面上(每個軌道面4 顆) ,軌道傾角為55°。此外,還有4 顆有源備份衛(wèi)星在軌運行。衛(wèi)星的分布使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到4 顆以上的衛(wèi)星,并能保持良好定位解算精度的幾何圖象。這就提供了在時間上連續(xù)的全球導航能力。GPS 衛(wèi)星產(chǎn)生兩組電碼, 一組稱為C/ A 碼( Coarse/ Acquisition Code11023MHz) ;一組稱為P 碼(Procise Code 10123MHz) ,P 碼因頻率較高,不易受干擾,定位精度高,因此受美國軍方管制,并設有密碼,一般民間無法解讀,主要為美國軍方服務。C/ A 碼人為采取措施而刻意降低精度后,主要開放給民間使用。
2、地面控制
地面控制部分由一個主控站,5 個全球監(jiān)測站和3 個地面控制站組成。監(jiān)測站均配裝有精密的銫鐘和能夠連續(xù)測量到所有可見衛(wèi)星的接受機。監(jiān)測站將取得的衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù),包括電離層和氣象數(shù)據(jù),經(jīng)過初步處理后,傳送到主控站。主控站從各監(jiān)測站收集跟蹤數(shù)據(jù),計算出衛(wèi)星的軌道和時鐘參數(shù),然后將結果送到3 個地面控制站。地面控制站在每顆衛(wèi)星運行至上空時,把這些導航數(shù)據(jù)及主控站指令注入到衛(wèi)星。這種注入對每顆GPS 衛(wèi)星每天一次,并在衛(wèi)星離開注入站作用范圍之前進行最后的注入。如果某地面站發(fā)生故障,那么在衛(wèi)星中預存的導航信息還可用一段時間,但導航精度會逐漸降低。
3、用戶設備
用戶設備部分即GPS 信號接收機。其主要功能是能夠捕獲到按一定衛(wèi)星截止角所選擇的待測衛(wèi)星,并跟蹤這些衛(wèi)星的運行。當接收機捕獲到跟蹤的衛(wèi)星信號后,即可測量出接收天線至衛(wèi)星的偽距離和距離的變化率,解調出衛(wèi)星軌道參數(shù)等數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù),接收機中的微處理計算機就可按定位解算方法進行定位計算,計算出用戶所在地理位置的經(jīng)緯度、高度、速度、時間等信息。接收機硬件和機內軟件以及GPS 數(shù)據(jù)的后處理軟件包構成完整的GPS 用戶設備。GPS 接收機的結構分為天線單元和接收單元兩部分。接收機一般采用機內和機外兩種直流電源。設置機內電源的目的在于更換外電源時不中斷連續(xù)觀測。在用機外電源時機內電池自動充電。關機后,機內電池為RAM存儲器供電,以防止數(shù)據(jù)丟失?,F(xiàn)今各種類型的接受機體積越來越小,重量越來越輕,便于野外觀測使用。
注:
一部完整的GPS汽車導航儀是由芯片、天線、處理器、內存、顯示屏、揚聲器、按鍵、擴展功能插槽、電子地圖、導航軟件10個主要部分組成。
判斷GPS導航儀的優(yōu)劣,導航儀所能接收到的GPS衛(wèi)星數(shù)量和路徑規(guī)劃能力是關鍵。導航儀所能接收到的有效衛(wèi)星數(shù)量越多,說明它當前的信號越強,導航工作的狀態(tài)也就越穩(wěn)定。如果一臺導航儀經(jīng)常搜索不到衛(wèi)星或者在導航過程中頻繁地中斷信號影響了正常的導航工作,那它首先質量就不過關更談不上優(yōu)劣了。
4、預警器
GPS預警器是通過GPS衛(wèi)星在GPS預警器中設定坐標來完成的,比如遇到一個電子眼,然后通過相關設備在電子眼的正下方設立一個坐標,這樣,使得裝上這個坐標點數(shù)據(jù)的預警器到達這個點時,在達到坐標點的前300米左右就會開始預警,告訴車主前面有電子眼測速,不能超速駕駛,這樣就起到一個預警作用。這樣的準確率跟數(shù)據(jù)點的多少是有關系的,主要就是利用衛(wèi)星的定位來實現(xiàn)了。
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