智能网联汽车传感器技术与应用 能力模块六 掌握GPS定位技术与应用
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《智能网联汽车传感器技术与应用》
任务导入
GPS作为最新型的定位技术正在广泛的应用于军事、 科学、汽车定位、及我们生活的手机定位等等，GPS的诞 生使我们的生活发生了巨大的变化，科学研发也有了很大 的突破，GPS使很多事情变的更精准化，工作效率化， GPS的灵活、方便使它的应用范围变的广泛起来。一起来 了解GPS的原理及应用。
GPS系统参数配置
通过程序中的“配置视图”也可以设置波特率，除此之外还可以设置定位更新率、 NMEA语句、卫星系统。
GPS系统参数配置
设 置 NMEA 语 句 即 接 收 机 通 过 USB 串 口 发 送 哪 些 NMEA-0183 协 议 规范中定义的语句。在“配置视图” 窗体中填写1表示发送该语句，填写0 表示不发送该语句，不填写表示不修 改，点击发送按钮下发设置
能力模块六 掌握GPS定位 技术与应用
《智能网联汽车传感器技术与应用》
6.1认知GPS定位技术
能力模块六 掌握GPS定位技术与应用
《智能网联汽车传感器技术与应用》
任务导入
挪威首 都奥斯陆曾发首 过首 起救护车失窃事件。当时 窃贼在奥斯陆市中首 发现首 辆救护车上空首 首 首 ，首 且车 门敞开，于是蹿上汽车扬长首 去。没想到，他还没开多远 就听见首 后的警笛声越来越响，再抬头首 看，空中竟然还 有首 架警察直升机在他头顶盘旋。原来，这辆救护车上安 装了GPS设备，请问同学们了解警察是如何利用GPS追到 窃贼的吗？
GPS系统的构成
控制部分
组成：1个主控站+5个全球监测站+3个地面控制站 作用：
监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这 些数据传送至主控站。注入站的作用是将主控站计 算出的卫星星历和卫星钟的改正数等注入到卫星中 去。
GPS系统的构成
用户部分
组成：GPS 用户设备 作用：
用户设备部分即GPS 信号接收机，其主要功能 是能够捕获到按一定卫星截止高度角所选择的待测 卫星，并跟踪这些卫星的运行。
目
2 GPS系统参数配置
录
3 GPS的应用场景
01
GPS的工作原理
GPS的工作原理
GPS的工作原理是由多颗卫星同 时发送信号，而位于地面的各接收装 置由于自身与卫星的距离不一样，卫 星所发出的信号到达接收装置的时间 不一样，利用这些信号传输的到达时 间差就可以计算出接收装置的坐标， 进而达到定位的目的。
02
GPS系统参数设置
GPS系统参数配置
CodingCopper 北斗接收机是一款面向树莓派、PC 和笔记本电脑、车载电脑、 嵌入式工控设备（基于 Linux 或 Android 系统）设计的全球卫星定位系统接收设备， 用于接收北斗系统、GPS 系统和 GLONASS 系统的定位数据。 CodingCopper 北斗 接收机采用 USB 接口和螺旋插接式（SMA 插座）外置天线设计，方便树莓派等主控 设备连接并将天线放置到设备外部、窗口或户外。
03
GPS的特点
GPS的特点
全球，全天候连续不 断的导航定位能力
实时导航，定位精度高， 观测时间短。
测站无需通视
GPS的特点
可提供全球统一的三维地 心坐标
仪器操作简便
抗干扰能力强、保密性好
04
GPS车载定位的组成
GPS车载定位的组成 监控中心
车载终端
6.2实现GPS定位技术的应 用 能力模块六 掌握GPS定位技术与应用
01 GPS历史发展
GPS历史发展
GPS的上一代产品是美国海军1964年 研制的“子午仪”导航卫星，属于低轨道卫 星。主要用途是为核潜艇和水面舰艇的导航 之用，兼做大地测量功能。它最重要的功能 是为北极星核导弹提供精确的定位，以便迅 速发动核打击。
GPS历史发展
1973-1979
方案论证和初步设计阶 段
从1973年到1979年，共发射了 4颗试验卫星。研制了地面接收机 及建立地面跟踪网
1989
实用组网阶段
1989年2月4日第一颗GPS工作卫星发射成功，表 明GPS系统进入工程建设阶段。1993年底实用的 GPS网即（21+3）GPS星座已经建成，今后将根 据计划更换失效的卫星
全面研制和试验阶段
从1979年到1984年，又陆续 发射了7颗试验卫星，研制了各 种用途接收机。
19791984
02 GPS系统的构成
GPS系统的构成
全球定位系统由空间部分(GPS卫星)、地面监控部分和用户部分组成。
GPS卫星
地面监控部分
用户部分
GPS系统的构成
空间部分
组成：24颗工作卫星 （21颗工作卫星+3颗备用卫星）
作用： • 接收并存储来自地面控制系统的导航电文； • 在原子钟的控制下自动生成测距码和载波； • 并将测距码和导航电文调制在载波上播发给用户； • 接收地面命令，调整轨道及维护系统运行。
GPS的工作原理
到达时间差
GPS实施的是“到达时间差”（ 时延）的概念：利用每一颗GPS卫星 的精确位置和连续发送的星上原子钟 生成的导航信息获得从卫星至接收机 的到达时间差。
GPS的工作原理
GPS卫星在空中连续发送带有时间和位置信息的无线电信号，供GPS接收机 接收。由于传输的距离因素，接收机接收到信号的时刻要比卫星发送信号的时刻 延迟，通常称之为时延，因此，也可以通过时延来确定距离。
GPS系统参数配置
在 使 用 USB 北 斗 接 收 机 之 前 须 对其进行系统参数的设置，首先需 要 安 装 USB 驱 动 程 序 USB_Driver_V3.5，在计算机“设备 管理器”菜单项中的“端口”项目 下可以查看到新增的 USB-SERIAL 设备。
GPS系统参数配置
在运行相应的程序之后，可在菜单选项中进行串口和波特率的设置。
任务目标
了解GPS工作原理 掌握GPS系统参数配置 了解GPS的应用场景 获得多途径检索知识、分析解决问题以及多元化思考解决
问题的方法，形成创新意识。 具有良好的团队协作精神和较强的组织沟通能力。 具备良好的职业道德，尊重他人劳动，不窃取他人成果。
1 GPS的工作原理
Contents
任务目标
了解GPS系统的构成 掌握车载GPS定位原理 了解GPS车载定位的应用 获得多途径检索知识、分析解决问题以及多元化思考解决
问题的方法，形成创新意识。 具有良好的团队协作精神和较强的组织沟通能力。 具备良好的职业道德，尊重他人劳动，不窃取他人成果。
目 录Contents1 GPS历史发展 2 GPS系统的构成 3 GPS的特点 4 GPS车载定位的组成
任务导入
GPS作为最新型的定位技术正在广泛的应用于军事、 科学、汽车定位、及我们生活的手机定位等等，GPS的诞 生使我们的生活发生了巨大的变化，科学研发也有了很大 的突破，GPS使很多事情变的更精准化，工作效率化， GPS的灵活、方便使它的应用范围变的广泛起来。一起来 了解GPS的原理及应用。
GPS系统参数配置
通过程序中的“配置视图”也可以设置波特率，除此之外还可以设置定位更新率、 NMEA语句、卫星系统。
GPS系统参数配置
设 置 NMEA 语 句 即 接 收 机 通 过 USB 串 口 发 送 哪 些 NMEA-0183 协 议 规范中定义的语句。在“配置视图” 窗体中填写1表示发送该语句，填写0 表示不发送该语句，不填写表示不修 改，点击发送按钮下发设置
能力模块六 掌握GPS定位 技术与应用
《智能网联汽车传感器技术与应用》
6.1认知GPS定位技术
能力模块六 掌握GPS定位技术与应用
《智能网联汽车传感器技术与应用》
任务导入
挪威首 都奥斯陆曾发首 过首 起救护车失窃事件。当时 窃贼在奥斯陆市中首 发现首 辆救护车上空首 首 首 ，首 且车 门敞开，于是蹿上汽车扬长首 去。没想到，他还没开多远 就听见首 后的警笛声越来越响，再抬头首 看，空中竟然还 有首 架警察直升机在他头顶盘旋。原来，这辆救护车上安 装了GPS设备，请问同学们了解警察是如何利用GPS追到 窃贼的吗？
GPS系统的构成
控制部分
组成：1个主控站+5个全球监测站+3个地面控制站 作用：
监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这 些数据传送至主控站。注入站的作用是将主控站计 算出的卫星星历和卫星钟的改正数等注入到卫星中 去。
GPS系统的构成
用户部分
组成：GPS 用户设备 作用：
用户设备部分即GPS 信号接收机，其主要功能 是能够捕获到按一定卫星截止高度角所选择的待测 卫星，并跟踪这些卫星的运行。
目
2 GPS系统参数配置
录
3 GPS的应用场景
01
GPS的工作原理
GPS的工作原理
GPS的工作原理是由多颗卫星同 时发送信号，而位于地面的各接收装 置由于自身与卫星的距离不一样，卫 星所发出的信号到达接收装置的时间 不一样，利用这些信号传输的到达时 间差就可以计算出接收装置的坐标， 进而达到定位的目的。
02
GPS系统参数设置
GPS系统参数配置
CodingCopper 北斗接收机是一款面向树莓派、PC 和笔记本电脑、车载电脑、 嵌入式工控设备（基于 Linux 或 Android 系统）设计的全球卫星定位系统接收设备， 用于接收北斗系统、GPS 系统和 GLONASS 系统的定位数据。 CodingCopper 北斗 接收机采用 USB 接口和螺旋插接式（SMA 插座）外置天线设计，方便树莓派等主控 设备连接并将天线放置到设备外部、窗口或户外。
03
GPS的特点
GPS的特点
全球，全天候连续不 断的导航定位能力
实时导航，定位精度高， 观测时间短。
测站无需通视
GPS的特点
可提供全球统一的三维地 心坐标
仪器操作简便
抗干扰能力强、保密性好
04
GPS车载定位的组成
GPS车载定位的组成 监控中心
车载终端
6.2实现GPS定位技术的应 用 能力模块六 掌握GPS定位技术与应用
01 GPS历史发展
GPS历史发展
GPS的上一代产品是美国海军1964年 研制的“子午仪”导航卫星，属于低轨道卫 星。主要用途是为核潜艇和水面舰艇的导航 之用，兼做大地测量功能。它最重要的功能 是为北极星核导弹提供精确的定位，以便迅 速发动核打击。
GPS历史发展
1973-1979
方案论证和初步设计阶 段
从1973年到1979年，共发射了 4颗试验卫星。研制了地面接收机 及建立地面跟踪网
1989
实用组网阶段
1989年2月4日第一颗GPS工作卫星发射成功，表 明GPS系统进入工程建设阶段。1993年底实用的 GPS网即（21+3）GPS星座已经建成，今后将根 据计划更换失效的卫星
全面研制和试验阶段
从1979年到1984年，又陆续 发射了7颗试验卫星，研制了各 种用途接收机。
19791984
02 GPS系统的构成
GPS系统的构成
全球定位系统由空间部分(GPS卫星)、地面监控部分和用户部分组成。
GPS卫星
地面监控部分
用户部分
GPS系统的构成
空间部分
组成：24颗工作卫星 （21颗工作卫星+3颗备用卫星）
作用： • 接收并存储来自地面控制系统的导航电文； • 在原子钟的控制下自动生成测距码和载波； • 并将测距码和导航电文调制在载波上播发给用户； • 接收地面命令，调整轨道及维护系统运行。
GPS的工作原理
到达时间差
GPS实施的是“到达时间差”（ 时延）的概念：利用每一颗GPS卫星 的精确位置和连续发送的星上原子钟 生成的导航信息获得从卫星至接收机 的到达时间差。
GPS的工作原理
GPS卫星在空中连续发送带有时间和位置信息的无线电信号，供GPS接收机 接收。由于传输的距离因素，接收机接收到信号的时刻要比卫星发送信号的时刻 延迟，通常称之为时延，因此，也可以通过时延来确定距离。
GPS系统参数配置
在 使 用 USB 北 斗 接 收 机 之 前 须 对其进行系统参数的设置，首先需 要 安 装 USB 驱 动 程 序 USB_Driver_V3.5，在计算机“设备 管理器”菜单项中的“端口”项目 下可以查看到新增的 USB-SERIAL 设备。
GPS系统参数配置
在运行相应的程序之后，可在菜单选项中进行串口和波特率的设置。
任务目标
了解GPS工作原理 掌握GPS系统参数配置 了解GPS的应用场景 获得多途径检索知识、分析解决问题以及多元化思考解决
问题的方法，形成创新意识。 具有良好的团队协作精神和较强的组织沟通能力。 具备良好的职业道德，尊重他人劳动，不窃取他人成果。
1 GPS的工作原理
Contents
任务目标
了解GPS系统的构成 掌握车载GPS定位原理 了解GPS车载定位的应用 获得多途径检索知识、分析解决问题以及多元化思考解决
问题的方法，形成创新意识。 具有良好的团队协作精神和较强的组织沟通能力。 具备良好的职业道德，尊重他人劳动，不窃取他人成果。
目 录Contents1 GPS历史发展 2 GPS系统的构成 3 GPS的特点 4 GPS车载定位的组成