GPS轨迹图展现不一样的美国

2024版年度GPS的使用教学课件全

•GPS概述与基本原理•GPS设备类型与选购指南•GPS软件安装与设置教程•地图数据下载与更新方法•导航功能使用技巧与实例演示•轨迹记录与分享功能应用•总结回顾与拓展延伸GPS概述与基本原理GPS定义及发展历程GPS定义全球定位系统（Global Positioning System，GPS）是一种基于卫星的无线电导航定位系统，可为全球用户提供全天候、连续、实时的三维位置、速度和精确时间信息。

发展历程自20世纪70年代美国国防部开始研制以来，GPS技术不断成熟和完善，已广泛应用于军事、民用等多个领域。

全球定位系统组成与功能组成部分GPS系统由空间部分（卫星星座）、地面控制部分（地面监控系统）和用户部分（GPS信号接收机）三大部分组成。

功能作用GPS系统具有定位、导航、授时和测速等功能，可广泛应用于交通、测绘、农业、气象、环保等领域。

信号传输与接收原理信号传输GPS卫星向地面发射无线电信号，这些信号包含有卫星的位置信息、时间信息等。

接收原理地面上的GPS接收机在接收到卫星信号后，通过测量信号传播时间、多普勒频移等参数，解算出接收机与卫星之间的距离，进而确定接收机的三维位置、速度和时间等信息。

误差来源及精度评估方法误差来源GPS定位误差主要来源于卫星时钟误差、星历误差、大气层延迟误差、多路径效应以及接收机噪声等。

精度评估方法通常采用定位精度、测速精度和授时精度等指标来评估GPS系统的性能。

其中，定位精度是指接收机解算出的位置信息与真实位置之间的偏差程度；测速精度是指接收机解算出的速度信息与真实速度之间的偏差程度；授时精度是指接收机提供的时间信息与真实时间之间的偏差程度。

GPS设备类型与选购指南手持式GPS设备特点及适用场景特点轻便易携，防水防震，电池续航时间长，具有高精度定位能力。

适用场景户外探险、徒步旅行、野外作业等需要精确定位和导航的场合。

车载式GPS设备优缺点分析优点屏幕尺寸大，显示清晰，可接入车载电源，支持语音导航和实时路况等功能。

美国东部地图在美国开车时使用地图和GPS导航系统

美国东部地图在美国开车时使用地图和GPS导航系统美国东部地图在美国开车时使用地图和GPS导航系统GoogleMap和GoogleMaponIphone对于在美国自驾游的中国游客来说，找路是一个很大的问题。

GoogleMap是驾驶的好帮手。

访问，输入目的地，该地点的地图就会显示出来。

然后点击Directions,目的点的地址会出现在B处。

在A处输入出发的地点，点击GetDirections，GoogleMap就会马上提供详细的驾驶路线。

GoogleMap对于线路的选择有多种设定，默认的设定为最短的驾驶时间。

用户也可以改为距离最短等等。

另外提一下，GoogleMap也有公交线路选择的功能，比如下面的图中，点选汽车的图标，出来的是开车的路线，点选地铁图标的话，出来的是公交的线路。

另外还可以选择步行和自行车的线路。

事先准备好GoogleMap会有帮助，但是迷路的可能性还是很高，毕竟对美国的道路系统不甚熟悉。

一边找路，一边看地图，出错的概率实在是不小。

如果有Iphone的话，装一个GoogleMap很好用，输入起始点，GoogleMap 中会将路线显示成一条蓝线，汽车所在的位置显示为一个小圆点，在路线上滚动，非常的精准。

相比GPS的不足之处是不能一步一步的导航语音提示。

传统地图如果在美国有亲友的话，如果可以拜托他们准备AAA地图，或者是在书店购买的商用地图，这些传统的地图对于把握大的方向还是非常有好处的。

租车公司一般提供简单的所在地区的地图。

详细的地图机场也有购买。

图片说明:租车公司提供的租车所在地区的简明地图下面是我多年一来出去旅行使用过的AAA的地图，我是AAA的会员，这些地图都是免费的。

图片说明:AAA提供的美国西部地区的地图图片说明:AAA提供的美国东部地区的地图图片说明:AAA提供的美国夏威夷，黄石公园，大峡谷等国家公园的地图GPS导航系统GPS当然是非常好的帮手，但是我建议最好还是同时准备一些传统的地图或者是根据主要起始点打印好的GoogleMap。

基于GPS技术的车辆行驶轨迹模拟与分析

基于GPS技术的车辆行驶轨迹模拟与分析随着科技的不断发展，GPS技术也在越来越多的领域得到了广泛应用。

其中，基于GPS技术的车辆行驶轨迹模拟与分析是其中一个应用领域。

一、GPS技术简介GPS技术（Global Positioning System，即全球定位系统）是由美国推出并管理的一项卫星导航系统，其作用是为全地球的定位、导航、授时提供免费、开放、连续的全天候服务。

目前，GPS技术已经成为了公共交通、航空航天、国防等领域的重要工具。

二、车辆行驶轨迹模拟车辆行驶轨迹模拟是依据车辆运行的特性，通过计算机模拟车辆运行所产生的路线。

GPS技术可以提供车辆的当前位置和速度信息，因此，通过对GPS数据的捕获和存储，可以得到车辆的行驶轨迹。

同时，通过对所记录的GPS数据进行筛选、清洗、处理和分析，可以得出车辆的驾驶行为、驾驶轨迹以及路况。

三、车辆行驶轨迹分析车辆行驶轨迹的分析可以揭示车辆行驶过程中的路况以及驾驶员的行为习惯。

在实际应用中，车辆行驶轨迹分析的具体内容包括：1.车速分析：通过对车辆的GPS数据进行统计分析，可以得到车辆不同阶段的平均速度，以及车辆的最高和最低速度。

2.停车时长分析：通过判断车辆的GPS数据，可以确定车辆的停车时间，进而分析停车的位置、停车时长等信息。

3.驾驶行为分析：通过对车辆行驶轨迹的分析，可以得到驾驶员的驾驶习惯、路线选择以及行驶速度等细节信息。

4.路况分析：通过对车辆行驶轨迹的处理，可以得到不同路段的通行时间、车辆拥堵情况、交通事故等信息，为城市交通规划和交通治理提供有力的数据支持。

四、车辆行驶轨迹模拟与分析的应用车辆行驶轨迹模拟与分析的应用十分广泛，具体包括以下几个方面：1.智能交通管理：通过车辆行驶轨迹模拟与分析，可以实现智能交通管理，优化路网和交通流量，提高交通效率。

2.车队管理：通过对车辆行驶轨迹的分析，可以实现对车队运营的管理和监控，为车队的运营管理提供有力的数据支持。

GPS轨迹数据处理与路径规划算法研究

GPS轨迹数据处理与路径规划算法研究摘要：本文主要研究了GPS轨迹数据处理与路径规划算法。

首先介绍了GPS轨迹数据的基本特点和采集方法，然后探讨了传统的路径规划算法的局限性以及GPS轨迹数据在路径规划中的应用前景。

接下来，详细分析了GPS轨迹数据处理的关键技术，并介绍了常用的路径规划算法。

最后，结合具体案例对比实验证明，基于GPS轨迹数据的路径规划算法在实际应用中具有较好的准确性和实用性。

一、引言GPS（全球定位系统）是一种广泛应用于车辆导航、位置服务等领域的定位技术。

它可以通过接收卫星信号来获取精确的位置信息，进而实现路径规划、导航等功能。

然而，由于现实道路交通环境的复杂性，传统的路径规划算法往往无法准确预测最优路径。

因此，利用GPS轨迹数据进行路径规划算法的研究具有重要的现实意义。

二、GPS轨迹数据的特点和采集方法GPS轨迹数据是指通过GPS设备采集到的车辆行驶轨迹信息，它具有以下几个特点：（1）高精度性：GPS设备可以实时采集到车辆的位置信息，因此轨迹数据具有较高的精度；（2）大数据量：随着GPS定位技术的不断发展，轨迹数据的采集成本逐渐下降，导致数据量迅速增加；（3）时空关联性：GPS轨迹数据不仅包含位置信息，还包含时间信息，因此可以通过对数据的时空关联性进行研究，提高路径规划算法的准确性。

GPS轨迹数据的采集方法主要有两种：主动采集和被动采集。

主动采集是指通过安装GPS设备在车辆上实时采集轨迹数据，这种方法可以实现实时性较高的路径规划。

被动采集是指通过监测车辆的通信信号等方式来收集轨迹数据，这种方法的实时性较差，但可以获取大量的历史轨迹数据，用于路径规划算法的优化和改进。

三、传统路径规划算法的局限性和GPS轨迹数据的应用前景传统的路径规划算法主要包括最短路径算法、A*算法、Dijkstra算法等。

然而，这些算法往往只考虑了道路的长度等静态因素，忽略了实际道路交通情况的动态变化。

因此，在实际应用中，这些算法往往无法准确预测最优路径，导致导航不准确、拥堵等问题。

差分gps——精选推荐

GPS定位技术——差分GPS技术一、GPS系统的提出全球定位系统是美国国防部部署的一种卫星无线电定位导航与报时系统,GPS是全球定位系统的简称。

20世纪50年代后期,美国派侦察船跟踪侦察苏联向太平洋发射洲际弹道导弹时发现,如果知道导弹轨迹,就可推出船的位置,那么导弹换成在轨卫星也行。

在此思想指导下,1958年底,美国海军委托霍普金斯大学应用物理实验室研究军用舰艇导航服务的卫星系统,即海军导航卫星(又称子午仪导航系统),于1964年1月研制成功,用于北极星核潜艇的导航定位并逐步用于各种军舰导航定位。

尽管子午仪导航系统已得到广泛的应用,并显示出巨大的优越性,但也存在严重缺陷,一台接收机需观察15次合格卫星通过才能达到10m的单点定位精度,而且只能给出2维坐标———经度和纬度,不能给出高程。

鉴于子午仪导航系统存在的缺陷及海陆空三军和民用部门对导航要求越来越高,美国于1973年正式开始GPS的研究和论证工作。

开始方案是24颗卫星平均分布在互成120°的3个轨道平面上,对于地球上的任何位置均能同时观测到6~9颗,后调整为18颗卫星分布在互成60°的6个轨道面上,每个轨道面上布3颗,彼此相距120°,从一个轨道面到下一个轨道面的卫星错动40°,保证地球上任何一点均能同时观察到4颗星,经过一段实验后于1990年初对卫星配置进行第三次修改,最终由21颗工作卫星和3颗在轨备用星组成,于1993年建成(如图1)。

除了美国的GPS之外,俄罗斯也拥有类似系统———全球导航卫星系统,于1995年建成,我国于2000年先后发射了两颗自行研制的“北斗导航试验卫星”,构成北斗导航系统,标志着我国将拥有自主研制的第一代卫星导航定位系统。

二、GPS系统的组成GPS系统由导航星座、地面台站和GPS接收机3部分组成。

导航星座由21颗工作星和3颗备用星,分布在6条轨道上,轨道呈圆形,偏心率为0·01,轨道高度20200km,倾角55°,运行周期为12小时,每颗星以1575·42Hz和1227·60Hz两种频率为军事用户播发加密的高精度导航数据(P码),定位精度可达10米,测速精度0·1m/s,授时精度为10ns,同时以1575·42Hz的频率为民用用户播发精度较低的导航数据(C/A码),定位精度100米。

GPS RTK测图技术(图文)

GPS RTK测图技术(图文)论文导读：GPS技术表征的平面位置，其精度之高以被人们所认识和接受。

RTK的关键技术主要是初始整周模糊度的快速解算，数据链能优质完成实现高波特率数据传输的高可靠性和强抗干扰性。

研究表明，RTK确定整周模糊度的可靠性最高为95%，RTK比静态GPS还多出一些误差因素，如数据链传输误差等。

关键词：GPS，数据链，整周模糊度1概述全球定位系统（GlobalPositioningSystem）作为新一代的卫星导航与定位系统，以其全球性、全天候、高精度、高效益的显著特点，已经在测量领域得到了广泛的应用。

GPS 技术表征的平面位置，其精度之高以被人们所认识和接受。

但是GPS高程精度如何，一直是人们普遍关心的问题。

为此，国内一些测绘单位进行了若干试验，从试验结果来看，在较为平坦或浅丘的地区，GPS高程可以达到三～四等水准精度。

2 GPS RTK技术差分GPS定位技术是一种高效的定位技术，它是利用2台以上GPS接收机同时接收卫星信号，其中一台安置在已知坐标点上作为基准站，另一台用来测定未知点的坐标（称移动站），基准站根据该点的准确坐标求出其到卫星的距离改正数并将这一改正数发给移动站，移动站根据这一改正数来改正其定位结果，从而大大提高定位精度。

RTK（Real TimeKinematic）技术是载波相位差分技术，是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法，它又分为修正法和差分法，修正法是将基准站的载波相位修正值发送给移动站，改正移动站的接受到的载波相位，再解求坐标，也称准RTK。

差分法是将基准站采集到的载波相位发送给移动站，进行求差解算坐标，也称真正的RTK。

RTK的关键技术主要是初始整周模糊度的快速解算，数据链能优质完成实现高波特率数据传输的高可靠性和强抗干扰性。

RTK工作原理及模式具体结构示意图如图1、2。

图1基准站结构图图2流动站结构图2.1 RTK正常工作的基本条件 2.1.1基准站和移动站同时接收到5颗以上GPS卫星信号。

美国导航星全球定位系统(GPS)

导航星全球定位系统发射的导航电文内容包括：
①卫星工作状态信息；
②卫星星历参数；
③卫星时钟校正参数；
④电离层传播延时校正参数；
⑤从C／A码转换为P码所需的时间同步信息；
⑥其他卫星星历和工作状态信息。
2．地面控制部分
导航星全球定位系统的地面控制部分由1个主控站、5个监控站和3个上输站(或称加载站)组成，它们都设置在美国本土上。主控站和上输站的设备是可移动的，因而，可大大增强系统的可靠性和生存能力。
{三)系统性能
从1993年6月26日起，美国导航星全球定位系统的24颗卫星星座上就布满了GPS的工作卫星，经几个星期调试之后，便开始向各种用户提供精确的三维位置、三维速度和时间信息，其精度如下：
使用P码：
获得的定位精度优于10m(球概率误差)；
速度精度优于0.1m／s；
时间精度优于100ns。
GPS系统工程分为三个阶段：第一阶段是进行方案论证，从1975年起为GPS系统提供经费，研究GPS系统的可行性。1979年1月提出有关导航星的建议。同年8月，正式批准进入工程计划的第二阶段，即全面工程研制和系统试验阶段。这一阶段大约于1984年3月结束。第三阶段是导航星计划全面实用阶段，在这一阶段，用户设备投入生产，此外，还要发射全球定位系统的24颗工作卫星。
由于同一卫星信号的常值偏差在基准点处和用户处存在着时间、空间上的相关性，故可被用户通过差分方法予以消除。
因为在采取选择可用性(SA)措施后由其加大的星历误差也属常值误差，故用差分定位法可十分有效地摆脱采用选择可用性措施后而产生的影响。
差分GPS定位方法基本上分为两种：一种是伪距差分法；另一种是位置差分法。
位置差分法是一种比伪距差分法更易于采用的方法，它是在基准点得出GPS定位的位置误差，并用它作为位置修正量对用户接收机解算出的位置坐标直接进行修正。位置差分法要求的设备简单，既可实时修正，又可进行事后处理。其缺点是，用户接收机与基准点接收机必须选用同一组GPS星座，用户与差分台的距离不宜过远。

GPS卫星定位原理

一文看懂GPS模块定位原理、特点及应用GPS是美国的卫星导航系统，由24颗卫星组成，其中21颗为工作卫星，3颗为备用卫星。

24颗卫星均匀分布在6个轨道平面上，即每个轨道面上有4颗卫星。

如下图所示，卫星轨道面相对于地球赤道面的轨道倾角为55°，各轨道平面的升交点的赤经相差60°，一个轨道平面上的卫星比西边相邻轨道平面上的相应卫星升交角距超前30°。

这种布局的目的是保证在全球任何地点、任何时刻至少可以观测到4颗卫星。

GPS卫星定位系统卫星轨道高度约为20200km，定位精度可以达到10m。

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。

卫星和接收机同时产生同样的伪随机码，一旦两个码实现时间同步，接收机便能测定时延;将时延乘上光速，便能得到距离。

GPS卫星发送的无线电信号采用扩频的调制方式。

GPS卫星定位基本原理：测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。

要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。

而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到(由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距。

为了计算用户的三维位置和接收机时钟偏差，伪距测量要求至少接收来自4颗卫星的信号。

通过接收机时钟得到时间差，从而知道四个信号从卫星到接收机的不准确距离（含同一个误差值，由接收机时钟误差造成），用这四个不准确距离和四个卫星的准确位置构建四个方程，解方程组就得到接收机位置虽然说室内定位的市场在不断增长，但是鉴于室内空间布局的差异性，没有一套可以直接套用的应用方案，所以，现阶段，室外定位市场空间依然是占比最大的，而且发展也更为成熟。

GPS系统的工作原理

GPS系统的工作原理GPS（全球卫星定位系统）是美国武装部开发的，利用24颗卫星提供全球三维导航信息的系统。

GPS系统是一种无线电导航系统，通过接收来自卫星的信号进行定位。

GPS系统的工作原理可以分为两个基本步骤：距离测量和三角定位。

首先，GPS系统通过卫星发射的无线电信号来测量接收器与卫星之间的距离。

这个过程使用了一个称为“时间戳”的技术。

每个卫星都在信号中包含了一个特定的时间戳。

接收器接收到信号后，会记录下接收到信号的时间，然后与卫星信号中的时间戳比较。

由于信号以光速传播，因此根据信号的往返时间和光速，可以计算出接收器与卫星之间的距离。

然后，GPS系统利用三个或更多的卫星信号进行三角定位。

三角定位是通过测量接收器与至少三个卫星之间的距离来确定接收器的位置的方法。

由于不同卫星的信号往返时间不同，因此可以得到多个距离测量值。

通过将这些测量值放入一个数学模型中，可以计算出接收器的坐标。

为了获得更精确的定位结果，GPS系统通常会使用更多的卫星信号。

目前，GPS系统可提供接收器的地理坐标（经度、纬度）以及海拔高度信息。

为了进一步提高定位的准确性，GPS系统还可以利用地面上的参考站点提供的辅助信息进行校正。

GPS系统的工作原理还涉及到卫星轨道的精确测量和广域时间传输。

为了确保GPS系统的精度和可靠性，卫星的轨道必须做到亚米级的精确度。

为了保持卫星的精确轨道，GPS系统使用了精密的测量设备和复杂的数据处理算法。

此外，为了确保卫星时间的精确性，GPS系统使用了原子钟来提供高精度时间信号。

总之，GPS系统通过测量接收器与卫星之间的距离进行定位，利用多个卫星信号进行三角定位来确定接收器的位置。

这个过程需要精确的时间测量、复杂的计算以及高精度的卫星轨道和时间传输。

GPS系统在航空、航海、车辆导航等领域得到了广泛的应用，成为现代定位导航的重要工具。

GPS系统除了基本的定位功能之外，还有一些相关的工作原理和技术。

下面将继续探讨GPS系统的更多细节和相关内容。

差分GPS

GPS定位技术——差分GPS技术一、GPS系统的提出全球定位系统是美国国防部部署的一种卫星无线电定位导航与报时系统,GPS是全球定位系统的简称。

20世纪50年代后期,美国派侦察船跟踪侦察苏联向太平洋发射洲际弹道导弹时发现,如果知道导弹轨迹,就可推出船的位置,那么导弹换成在轨卫星也行。

在此思想指导下,1958年底,美国海军委托霍普金斯大学应用物理实验室研究军用舰艇导航服务的卫星系统,即海军导航卫星(又称子午仪导航系统),于1964年1月研制成功,用于北极星核潜艇的导航定位并逐步用于各种军舰导航定位。

尽管子午仪导航系统已得到广泛的应用,并显示出巨大的优越性,但也存在严重缺陷,一台接收机需观察15次合格卫星通过才能达到10m的单点定位精度,而且只能给出2维坐标———经度和纬度,不能给出高程。

鉴于子午仪导航系统存在的缺陷及海陆空三军和民用部门对导航要求越来越高,美国于1973年正式开始GPS的研究和论证工作。

开始方案是24颗卫星平均分布在互成120°的3个轨道平面上,对于地球上的任何位置均能同时观测到6~9颗,后调整为18颗卫星分布在互成60°的6个轨道面上,每个轨道面上布3颗,彼此相距120°,从一个轨道面到下一个轨道面的卫星错动40°,保证地球上任何一点均能同时观察到4颗星,经过一段实验后于1990年初对卫星配置进行第三次修改,最终由21颗工作卫星和3颗在轨备用星组成,于1993年建成(如图1)。

除了美国的GPS之外,俄罗斯也拥有类似系统———全球导航卫星系统,于1995年建成,我国于2000年先后发射了两颗自行研制的“北斗导航试验卫星”,构成北斗导航系统,标志着我国将拥有自主研制的第一代卫星导航定位系统。

二、GPS系统的组成GPS系统由导航星座、地面台站和GPS接收机3部分组成。

导航星座由21颗工作星和3颗备用星,分布在6条轨道上,轨道呈圆形,偏心率为0·01,轨道高度20200km,倾角55°,运行周期为12小时,每颗星以1575·42Hz和1227·60Hz两种频率为军事用户播发加密的高精度导航数据(P码),定位精度可达10米,测速精度0·1m/s,授时精度为10ns,同时以1575·42Hz的频率为民用用户播发精度较低的导航数据(C/A码),定位精度100米。

GPS数据的特征提取与分析

GPS数据的特征提取与分析GPS（全球定位系统）是一种通过卫星定位来确定地球上的位置的技术。

在现代社会中，GPS已广泛应用于交通、物流、导航、军事等众多领域。

但是，随着GPS数据的快速发展，如何从海量的GPS数据中提取有用的信息成为了研究热点之一。

本文将探讨GPS数据的特征提取与分析方法。

一、GPS数据的特征GPS数据包含时间、经度、纬度、高度、速度、方向、精度等信息，这些信息可以反映出行动轨迹、速度变化、信号强度等特征。

下面将详细介绍GPS数据的特征。

1. 行动轨迹GPS数据可以记录下用户的定位信息，从而反映用户的路径轨迹。

路径轨迹通常体现出用户的行动轨迹，如运动员的训练轨迹、车辆的行车轨迹、旅游者的路线轨迹等。

路径轨迹可以为用户提供参考，帮助他们更好地规划出行路线，也可以用于监管、追踪等方面。

2. 速度变化GPS数据中的速度信息，可以反映出用户在不同位置的移动速度，如车辆在高速公路上的行车速度、运动员在不同时间段的运动速度等。

速度变化可以用于评估用户的运动能力，或者评估车辆在行驶过程中的合理性和安全性。

3. 信号强度GPS数据中的信号强度可以反映出用户所处的信号环境，如天气、地形、建筑物等对GPS信号的干扰情况。

这些影响因素，可能会导致GPS信号的丢失或者变弱。

因此，在分析GPS数据时，需要考虑这些因素的影响，以准确反映用户的情况。

二、GPS数据的特征提取方法为了更好地利用GPS数据，需要根据用户的需求，提取出有意义的信息。

下面将简述GPS数据的特征提取方法。

1. 轨迹提取轨迹提取方法通常基于GPS数据中的位置信息，通过位置点的连线来描述用户的路径轨迹。

常见的轨迹提取方法包括：基于距离阈值的轨迹提取法、基于时间阈值的轨迹提取法、基于密度的轨迹提取法等。

2. 速度提取速度提取方法通常基于GPS数据中的速度信息，通过对于速度变化的分析来提取出用户的行车状态。

常见的速度提取方法包括：基于积分的速度提取法、基于加速度的速度提取法、基于滑动窗口的速度提取法等。

美国GPS系统导航战技术发展分析

美国GPS系统导航战技术发展分析
汇报人：
目录
美国GPS系统概述
01
美国GPS系统导航战技术发展历程
02
美国GPS系统导航战技术的应用场景
03
美国GPS系统导航战技术的挑战与机遇
04
美国GPS系统导航战技术的发展趋势
05
美国GPS系统导航战技术对全球的影响
06
美国GPS系统概述
GPS系统的组成
国际合作：加强与其他国家的合作，共同推动GPS系统导航战技术的发展
应用领域：GPS系统导航战技术在军事、民用等领域具有广泛应用前景
技术创新：不断探索新的技术手段，提高GPS系统导航战技术的竞争力
美国GPS系统导航战技术的发展趋势
技术创新
卫星导航技术的发展：从单星定位到多星定位，从区域定位到全球定位
GPS系统的特点
全球覆盖：GPS系统覆盖全球，能够提供全球范围内的定位服务。
高精度：GPS系统的定位精度可以达到厘米级，能够满足各种高精度应用的需求。
实时性：GPS系统能够提供实时的定位和导航服务，用户可以随时获取自己的位置信息。
多功能性：GPS系统不仅可以提供定位和导航服务，还可以提供时间同步、速度测量、姿态测量等多种功能。
产业融合
导航战技术与其他产业的融合趋势
导航战技术与自动驾驶、无人机、物联网等技术的融合
导航战技术与人工智能、大数据、云计算等技术的融合
导航战技术与军事、民用领域的融合趋
势
美国GPS系统导航战技术对全球的影响
对国际关系的影响
增强美国在全球军事领域的影响力促进国际合作与交流，提高全球导航战技术水平对其他国家的导航战技术发展产生压力和挑战引发国际社会对导航战技术安全的关注和讨论

GPS导航系统知识介绍

GPS导航系统知识介绍（全面了解卫星导航）Gps应用知识11．GPS系统组成GPS gloabal Positioning System,这玩意是美国人搞的。

主要分三大块，地面的控制站、天上飞的卫星、咱们手里拿的接收机。

简单唠叨唠叨先说说设备，当然大个的都是老美给咱准备好的，地上，有一个主控制站，当然在老美的本土了，在科罗拉多。

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。

天上，有27颗卫星，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。

手里，就是接收机了。

大大小小，千姿百态，有袖珍式、背负式、车载、船载、机载什么的。

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。

2．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。

全球定位系统(GPS)详解

全球定位系统（GPS）详解全球定位系统（Global Positioning System - GPS）是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。

经近10年我国测绘等部门的使用表明，GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。

全球定位系统(Global Positioning System,缩写GPS)是美国第二代卫星导航系统。

是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的，它采纳了子午仪系统的成功经验。

和子午仪系统一样，全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。

按目前的方案，全球定位系统的空间部分使用24颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星星座。

21+3颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为11小时58分，分布在六个轨道面上（每轨道面四颗），轨道倾角为55度。

卫星的分布使得在全球的任何地方，任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图形（DOP）。

这就提供了在时间上连续的全球导航能力。

地面监控部分包括四个监控间、一个上行注入站和一个主控站。

监控站设有GPS用户接收机、原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数据初步处理的计算机。

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。

主控站设在范登堡空军基地。

它对地面监控部实行全面控制。

主控站主要任务是收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数据计算每颗GPS卫星的轨道和卫星钟改正值。

上行注入站也设在范登堡空军基地。

它的任务主要是在每颗卫星运行至上空时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星。

这种注入对每颗GPS卫星每天进行一次，并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。

GPS卫星定位

GPS卫星导航数码相机
可以帮你知道照片是在哪儿拍的，拍
照片是在哪儿拍的、拍的是什么地方
的是什么地方
高端导航仪
3D导航、固定测速、流动测速、数字电视、股票证券、蓝牙、 FM发射、倒车后视、影音播放、电子书阅读、数码相框，以及多种益智类游戏。
GPS书包
安全警示作用一键呼救
手持户外北斗定位仪
1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS 卫星星座己布设完成
20世纪70年代由美国陆海空三军研制新一代的系统
起源于1958年美国军方的一个项目，1964 年投入使用
美国GPS主要特点
GPS组成部分
轻敲鞋跟三下，你可以像绿野仙踪里的桃乐丝一样，去任何想去的地方
抢险救灾
利用GPS定位技术，可对应急调遣火警、救护，精准定位大海、山野、沙漠中的失踪人员以便进行。
林业
GPS可以发挥它的优越性，精确测定森林位置和面积，绘制精确的森林分布图。
野外探险
在旅游及野外考察中，比如到风景秀丽的地区去旅游，到原始大森林、雪山峡谷或者大沙漠地区去进行野外考察， GPS接收机是你最忠实的向导。
GPS是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称。
• GPS系统的接收设备，如手持式GPS、汽车导
大众航仪等
• 美国GPS
狭义
• 美国GPS、欧洲伽利略、俄罗斯GLONASS、
广义中国北斗
美国GPS简介
全天候和全球性的导航，于情报收集、核爆监测
和应急通讯
军事领域
军用GPS产品主要用来确定并跟踪在野外行进中的士兵和装备的坐标，给海中的军舰导航，为军用飞机提供位置和导航信息等。

GPS_百度百科

Product Specifications)-简称GPS。
目录
GPS与相对论关系
GPS构成1.空间部分
2. 地面控制系统
3.用户设备部分
GPS术语
GPS原理
GPS定位原理
相对论为GPS提供了所需的修正
GPS前景
GPS特点
GPS功用
4.[DGPS]Differential GPS差分GPS,差分全球定位系统 5.GPS General Phonetic Symbols 捷易读注音符
编辑本段GPS原理
GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过纪录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到(由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR）：当GPS卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。GPS系统使用的伪码一共有两种，分别是民用的C/A码和军用的P(Y)码。C/A码频率1.023MHz,重复周期一毫秒，码间距1微秒，相当于300m；P码频率10.23MHz，重复周期266.4天，码间距0.1微秒，相当于30m。而Y码是在P码的基础上形成的，保密性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来，以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字码；每三十秒重复一次，每小时更新一次。后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块，其中最重要的则为星历数据。当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。

中国北斗与美国GPS真实对比

中国北斗与美国GPS真实对比1、覆盖范围：北斗导航系统是覆盖中国本土的区域导航系统。

覆盖范围东经约70°一140°，北纬5°一55°。

GPS是覆盖全球的全天候导航系统。

能够确保地球上任何地点、任何时间能同时观测到6-9颗卫星(实际上最多能观测到11颗)。

2、卫星数量和轨道特性：北斗导航系统是在地球赤道平面上设置2颗地球同步卫星颗卫星的赤道角距约60°。

GPS是在6个轨道平面上设置24颗卫星，轨道赤道倾角55°，轨道面赤道角距60°。

航卫星为准同步轨道，绕地球一周11小时58分。

3、定位原理：北斗导航系统是主动式双向测距二维导航。

地面中心控制系统解算，供用户三维定位数据。

GPS是被动式伪码单向测距三维导航。

由用户设备独立解算自己三维定位数据。

"北斗一号"的这种工作原理带来两个方面的问题，一是用户定位的同时失去了无线电隐蔽性，这在军事上相当不利，另一方面由于设备必须包含发射机，因此在体积、重量上、价格和功耗方面处于不利的地位。

4、定位精度：北斗导航系统三维定位精度约几十米，授时精度约100ns。

GPS三维定位精度P码目前己由16m提高到6m，C/A码目前己由25-100m提高到12m，授时精度日前约20ns。

5、用户容量：北斗导航系统由于是主动双向测距的询问--应答系统，用户设备与地球同步卫星之间不仅要接收地面中心控制系统的询问信号，还要求用户设备向同步卫星发射应答信号，这样，系统的用户容量取决于用户允许的信道阻塞率、询问信号速率和用户的响应频率。

因此，北斗导航系统的用户设备容量是有限的。

GPS 是单向测距系统，用户设备只要接收导航卫星发出的导航电文即可进行测距定位，因此GPS的用户设备容量是无限的。

6、生存能力：和所有导航定位卫星系统一样，"北斗一号"基于中心控制系统和卫星的工作，但是"北斗一号"对中心控制系统的依赖性明显要大很多，因为定位解算在那里而不是由用户设备完成的。

GPS测量原理与数据处理

绕s轴顺转角度s使s轴的指向由近地点改为升交点。绕s轴顺转角度i，使s轴与z轴重合。绕s轴顺转角度，使x轴与s轴重合。
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3.2 卫星无摄运动
用旋转矩阵表示如下
x s y R ( ) R ( i ) R( ) 3 1 s s z s
于GM的倒数。
Ts2 4 2 3 as GM
GM n a3 s
1/ 2
假设卫星运动的平均角速度为n，则n=2/Ts，可得
当开普勒椭圆的长半径确定后，卫星运行的平均角速度也随之确定，且保持不变。
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3.2 卫星无摄运动
2、无摄运动的描述
（1）a 轨道的长半径 es 轨道椭圆偏心率
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开普勒轨道参数示意图
z
卫星
赤道地心
fs s
升交点
近地点
i y
春分点
轨道
x
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3.2 卫星无摄运动
3、真近点角fs的计算
在描述卫星无摄运动的6个开普勒轨道参数中，只有真近点角是时间的函数，其余均为常数。故卫星瞬间位置的计算，
关键在于计算真近点角。
m
bs
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4.2 GPS卫星信号
4.2.1码及码的特点
1、二进制数与码
码：用以表示各种不同信息的二进制数及其组合比特：一个二进制数数码率：在数字化信息传输中的每秒钟传输的比特数
2、随机噪声码
随机噪声码：码元的出现无规律，不能复制
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4.2 GPS卫星信号
3、自相关系数
由此可得真近点角

gps星座轨道参数

gps星座轨道参数1.引言1.1 概述概述部分的内容是对GPS星座轨道参数这个主题进行简要介绍。

在这一部分，我们可以提到GPS星座是由一组卫星组成的系统，其目的是为全球定位系统（GPS）提供准确的定位信息。

每颗卫星都绕地球以特定的轨道运行，这些轨道参数对于GPS系统的正常运行至关重要。

GPS星座轨道参数包括卫星的轨道高度、轨道倾角、升交点经度以及轨道偏心率等。

轨道高度决定了卫星与地球之间的距离，而轨道倾角则影响了卫星在天空中的位置。

升交点经度表示了卫星轨道与地球赤道的交点位置，而轨道偏心率则反映了卫星轨道的离心程度。

通过精确控制GPS星座轨道参数，可以保证卫星系统的稳定性和可靠性。

这些轨道参数的调整需要考虑许多因素，如地球引力、大气阻力和其他卫星的相互干扰等。

同时，精确的轨道参数还能够为GPS用户提供更准确的定位和导航服务。

在本文中，我们将详细介绍GPS星座轨道参数的相关知识，并分析其对于GPS系统性能的影响。

通过深入探讨这些参数的特点和调整方法，我们旨在为读者提供更全面、准确的了解，并为相关领域的研究和应用提供参考依据。

1.2 文章结构文章结构部分内容如下：文章结构部分将介绍本文的组织结构和章节安排，以帮助读者更好地了解全文的内容。

本文共分为三个部分：引言、正文和结论。

在引言部分，我们将概述本文的主题和背景，并说明本文的目的。

首先，我们将简要介绍GPS星座和其在定位导航系统中的重要性。

接下来，我们将阐述全文的目标和意义，以引发读者的兴趣并概括本文的核心内容。

正文部分是本文的主体部分，分为两个小节：GPS星座和轨道参数。

在GPS星座小节中，我们将详细介绍GPS星座的概念、构成和功能。

我们将讨论GPS星座的组成要素，包括卫星和地面控制部分，并解释它们在GPS系统中的作用。

然后，我们将深入探讨轨道参数的重要性和定义，并解释它们对GPS星座的影响。

结论部分将对本文进行总结并展望未来的发展方向。

我们将概括本文的主要观点和结论，并提供一些关于GPS星座轨道参数研究的展望。