物流动态跟踪技术课件
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物流动态跟踪技术
2. 地面监控系统
观测站（5个） 它的主要任务是接收卫星信号，监测卫星的工作状
态，并向主控站提供观测数据。 主控站（1个） 主控站为全系统提供时间基准，监视、控制卫星的轨
道，处理监测站送来的各种数据，编制各卫星星历，计 算和修正时钟误差及电离层对电波传播造成的偏差。
注入站（3个） 它的作用是将主控站计算出的卫星星历、卫星轨道
1.GPS空间卫星星座
GPS工作卫星及其星座由 高度约为2万km的21颗工作 卫星和3颗在轨备用卫星组 成，记作（21＋3）GPS星 座。 空间卫星系统由均匀分布在 6个轨道平面上的24颗高轨 道工作卫星构成，每颗卫星 都配备有精度极高的原子钟 （30万年的误差为1s）。
u卫星星座的分布设置要保 证地球上任何地点，任何时 刻至少可以同时观测到四颗 卫星。
物流动态跟踪技术
GPS接收机天线
第五章 物流动态跟踪技术
第一节 GPS概述 第二节 GPS的工作原理 第三节 各国GPS技术及发展 第四节 GPS在物流等领域的应用 第五节 无限定位技术LBS
物流动态跟踪技术
小知识
全球四大卫星导航定位系统 (1)美国的GPS (2)俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统 (3)欧洲的伽利略卫星导航系统 (4)我国的北斗卫星导航系统
物流动态跟踪技术
二、GPS的主要功能
• 军事上，GPS已成为自动化指挥系统、先进武器系统及 新的战役战术理论的一项关键性基本保障技术，它被广 泛应用于陆海空及战略导弹等各军兵种。
• 民用上，GPS能为地面车辆、人员、商船、渔船、游艇、 民航机导航定位，用于航道测量、河流及港口导航、大 地测量、海洋石油勘探、钻台井位的精确定位、管道铺 设、机场着陆、交通管制等。
和卫星钟的改正数等注入到卫星中。此外，也能自动向 主控站发射信号，每分钟报告一次自己的工作状态。
物流动态跟踪技术
3. 用户接收系统
GPS的用户设备主要由接收机硬件和处理软件组成。 GPS接收机的结构分为天线单元和接收单元两大部分， 天线作用：捕获、跟踪卫星，接收放大GPS信号。 接收单元作用：对信号进行解调和滤波，求解信号相位 差 ，获得定位、测速、定时等数据。
物流动态跟踪技术
卫星定位技术回顾
1957年世界上第一颗人造地球卫星发射成功，40年来，人 造地球卫星技术在通信、气象、资源勘察、导航、遥感、大地 测量、地球动力学、天文学和军事科学等众多领域，得到了极 广泛应用。
人造地球卫星的出现，首先引起了各国军事部门的高度重 视。1958年底，美国海军武器实验室，开始着手建立为美国 海军舰艇导航的卫星系统，即“海军导航卫星系统”（Navy Navigation Satellite System——NNSS）。由于该系统卫 星都通过地极，也称“子午(Transit)卫星系统”。
• 空间部分—GPS卫星星座； • 地面控制部分—地面监控系统； • 用户设备部分—用户接收系统。
物流动态跟踪技术
空间部分： 提供星历和时间信息 发射伪距和载波信号 提供其它辅助信息
用户部分： 接收并测卫星信号 记录处理数据 提供导航定位信息
物流动态跟踪技术
地面控制部分： 中心控制系统 实现时间同步 跟踪卫星进行定轨
物流动态跟踪技术
百度地图
物流动态跟踪技术
Βιβλιοθήκη Baidu
物流动态跟踪技术
三、GPS系统的主要特点
• 定位精确度高 • 定位时间短（1s定位或测速） • 执行操作简便（“傻瓜化”） • 功能多、应用广（测量、导航、测速、测时） • 全球、全天候作业
物流动态跟踪技术
四、GPS系统的组成 GPS系统包括三大部分：
物流动态跟踪技术
物流动态跟踪技术
• GPS能对静态、动态对象进行动态空间信息的获取，快速、精 度均匀、不受天气和时间的限制反馈空间信息，使在地球上任 何地方GPS系统的用户，都能计算出他们所处的方位 。
• NAVSTAR卫星提供了P码（精码）和C/A码（粗码）两种定位 服务，P码为军方服务，定位精度达到3M；C/A码对社会开放， 定位精度为10M。
第一节 GPS概述
一、GPS的定义
全球定位系统（Global Positioning System，简称 GPS），利用卫星星座（通信卫星）、地面控制部分和信 号接收机对地球表面上任何地方的用户都能进行全方位导 航和定位的系统，也称全球卫星定位系统。
这个系统通过24颗地球同步卫星全天候向地面发送授时 和定位信号，其中高精度的信号仅供美国军方和北约盟军 使用，普通用户只能够接收和解析低经度的民用信号。
• 目前，美国正加紧部署研究GPSⅢ计划。为了满足到2030年 的军用、民用要求，GPSⅢ将选择全新的优化设计方案，放弃 现有的24颗中轨道卫星，采用全新的33颗高轨道加静止轨道 卫星组网。据介绍，与现有GPS相比，GPSⅢ的信号发射功率 可提高100倍，定位精度提高到0.2-0.5米，这样可以使GPS制 导武器的精度达到1米以内。届时，GPS的定位、导航和授时 能力将得到进一步提高。
物流动态跟踪技术
为满足军事和民用对连续实时和三维导航的迫切要求， 1973年美国国防部开始组织陆海空三军，共同研究建立新一 代卫星导航系统的计划，这就是目前所称的“导航卫星授时测 距/全球定位系统”（Navigation Satellite Timing and ranging / Global Positioning System）简称全球定位系 统（GPS）。 GPS实施计划共分三个阶段： 第一阶段为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 。 第二阶段为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。实验表明， GPS定位精度远远超过设计标准。 第三阶段为实用组网阶段。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+3，21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星） GPS星座已经建成，今后将物根流动据态跟计踪技划术 更换失效的卫星。
2. 地面监控系统
观测站（5个） 它的主要任务是接收卫星信号，监测卫星的工作状
态，并向主控站提供观测数据。 主控站（1个） 主控站为全系统提供时间基准，监视、控制卫星的轨
道，处理监测站送来的各种数据，编制各卫星星历，计 算和修正时钟误差及电离层对电波传播造成的偏差。
注入站（3个） 它的作用是将主控站计算出的卫星星历、卫星轨道
1.GPS空间卫星星座
GPS工作卫星及其星座由 高度约为2万km的21颗工作 卫星和3颗在轨备用卫星组 成，记作（21＋3）GPS星 座。 空间卫星系统由均匀分布在 6个轨道平面上的24颗高轨 道工作卫星构成，每颗卫星 都配备有精度极高的原子钟 （30万年的误差为1s）。
u卫星星座的分布设置要保 证地球上任何地点，任何时 刻至少可以同时观测到四颗 卫星。
物流动态跟踪技术
GPS接收机天线
第五章 物流动态跟踪技术
第一节 GPS概述 第二节 GPS的工作原理 第三节 各国GPS技术及发展 第四节 GPS在物流等领域的应用 第五节 无限定位技术LBS
物流动态跟踪技术
小知识
全球四大卫星导航定位系统 (1)美国的GPS (2)俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统 (3)欧洲的伽利略卫星导航系统 (4)我国的北斗卫星导航系统
物流动态跟踪技术
二、GPS的主要功能
• 军事上，GPS已成为自动化指挥系统、先进武器系统及 新的战役战术理论的一项关键性基本保障技术，它被广 泛应用于陆海空及战略导弹等各军兵种。
• 民用上，GPS能为地面车辆、人员、商船、渔船、游艇、 民航机导航定位，用于航道测量、河流及港口导航、大 地测量、海洋石油勘探、钻台井位的精确定位、管道铺 设、机场着陆、交通管制等。
和卫星钟的改正数等注入到卫星中。此外，也能自动向 主控站发射信号，每分钟报告一次自己的工作状态。
物流动态跟踪技术
3. 用户接收系统
GPS的用户设备主要由接收机硬件和处理软件组成。 GPS接收机的结构分为天线单元和接收单元两大部分， 天线作用：捕获、跟踪卫星，接收放大GPS信号。 接收单元作用：对信号进行解调和滤波，求解信号相位 差 ，获得定位、测速、定时等数据。
物流动态跟踪技术
卫星定位技术回顾
1957年世界上第一颗人造地球卫星发射成功，40年来，人 造地球卫星技术在通信、气象、资源勘察、导航、遥感、大地 测量、地球动力学、天文学和军事科学等众多领域，得到了极 广泛应用。
人造地球卫星的出现，首先引起了各国军事部门的高度重 视。1958年底，美国海军武器实验室，开始着手建立为美国 海军舰艇导航的卫星系统，即“海军导航卫星系统”（Navy Navigation Satellite System——NNSS）。由于该系统卫 星都通过地极，也称“子午(Transit)卫星系统”。
• 空间部分—GPS卫星星座； • 地面控制部分—地面监控系统； • 用户设备部分—用户接收系统。
物流动态跟踪技术
空间部分： 提供星历和时间信息 发射伪距和载波信号 提供其它辅助信息
用户部分： 接收并测卫星信号 记录处理数据 提供导航定位信息
物流动态跟踪技术
地面控制部分： 中心控制系统 实现时间同步 跟踪卫星进行定轨
物流动态跟踪技术
百度地图
物流动态跟踪技术
Βιβλιοθήκη Baidu
物流动态跟踪技术
三、GPS系统的主要特点
• 定位精确度高 • 定位时间短（1s定位或测速） • 执行操作简便（“傻瓜化”） • 功能多、应用广（测量、导航、测速、测时） • 全球、全天候作业
物流动态跟踪技术
四、GPS系统的组成 GPS系统包括三大部分：
物流动态跟踪技术
物流动态跟踪技术
• GPS能对静态、动态对象进行动态空间信息的获取，快速、精 度均匀、不受天气和时间的限制反馈空间信息，使在地球上任 何地方GPS系统的用户，都能计算出他们所处的方位 。
• NAVSTAR卫星提供了P码（精码）和C/A码（粗码）两种定位 服务，P码为军方服务，定位精度达到3M；C/A码对社会开放， 定位精度为10M。
第一节 GPS概述
一、GPS的定义
全球定位系统（Global Positioning System，简称 GPS），利用卫星星座（通信卫星）、地面控制部分和信 号接收机对地球表面上任何地方的用户都能进行全方位导 航和定位的系统，也称全球卫星定位系统。
这个系统通过24颗地球同步卫星全天候向地面发送授时 和定位信号，其中高精度的信号仅供美国军方和北约盟军 使用，普通用户只能够接收和解析低经度的民用信号。
• 目前，美国正加紧部署研究GPSⅢ计划。为了满足到2030年 的军用、民用要求，GPSⅢ将选择全新的优化设计方案，放弃 现有的24颗中轨道卫星，采用全新的33颗高轨道加静止轨道 卫星组网。据介绍，与现有GPS相比，GPSⅢ的信号发射功率 可提高100倍，定位精度提高到0.2-0.5米，这样可以使GPS制 导武器的精度达到1米以内。届时，GPS的定位、导航和授时 能力将得到进一步提高。
物流动态跟踪技术
为满足军事和民用对连续实时和三维导航的迫切要求， 1973年美国国防部开始组织陆海空三军，共同研究建立新一 代卫星导航系统的计划，这就是目前所称的“导航卫星授时测 距/全球定位系统”（Navigation Satellite Timing and ranging / Global Positioning System）简称全球定位系 统（GPS）。 GPS实施计划共分三个阶段： 第一阶段为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 。 第二阶段为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。实验表明， GPS定位精度远远超过设计标准。 第三阶段为实用组网阶段。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+3，21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星） GPS星座已经建成，今后将物根流动据态跟计踪技划术 更换失效的卫星。