導航系統簡述
GPS導航系統是以全球24顆定位人造衛星為基礎,向全球各地全天候地提供三維位置、三維速度等信息的一種無線電導航定位系統。它由三部分構成,一是地面控制部分,由主控站、地面天線、濫測站及通訊輔助系統組成。二是空間部分,由24顆衛星組成,分布在6個軌道平面。三是用戶裝置部分,由GPS接收機和衛星天線組成。現在民用的定位精度可達10米内。
車載GPS導航系統,其内置的GPS天線會接收到來自環繞地球的24顆GPS衛星中的至少3顆所傳遞的數據信息,結合儲存在車載導航儀内的電子地圖,通過GPS衛星信号确定的位置坐标與此相匹配,進行确定汽車在電子地圖中的準确位置,這就是平常所說的定位功能。
功能
在定位的基礎上,可以通過多功能顯視器,提供最佳行車路線,前方路況以及最近的加油站、飯店、旅館等信息。假如不幸GPS信号中斷,你因此而迷了路,也不用擔心,GPS已記錄了你的行車路線,你還可以按原路返回。當然,這些功能都離不開已經事先編制好的使用地區的地圖軟件。
車載GPS還有一個很大的功能就是防盜,分為靜态防盜和動态追蹤兩種。前者是指車主離開汽車,停泊的車輛遭遇偷盜、毀壞、移動時,車輛通過自身的監控系統向GPS監控中心發出警報,并自動與車主手機聯系、電話報警等。後者則可對行使中的被盜車輛進行定位跟蹤、車況監聽、車迹記錄,甚至控制車輛斷電、斷油等。
趨勢
在一般的中高檔車上都裝有GPS系統,随着這項技術的不斷發展以及服務提供的不斷完善,越來越多的人将會享受到GPS所帶來便捷。
導航系統的前景
由于GPS技術所具有的全天候、高精度和自動測量的特點,作為先進的測量手段和新的生産力,已經融入了國民經濟建設、國防建設和社會發展的各個應用領域。
随着冷戰結束和全球經濟的蓬勃發展,美國政府宣布2000年至2006年期間,在保證美國國家安全不受威脅的前提下,取消SA政策,GPS民用信号精度在全球範圍内得到改善,利用C/A碼進行單點定位的精度由100米提高到20米,這将進一步推動GPS技術的應用,提高生産力、作業效率、科學水平以及人們的生活質量,刺激GPS市場的增長。據有關專家預測,在美國,單單是汽車GPS導航系統,2000年後的市場将達到30億美元,而在我國,汽車導航的市場也将達到50億元人民币。可見,GPS技術市場的應用前景非常可觀。
導航系統的研究
北鬥衛星導航系統簡介
(一)概述
北鬥衛星導航系統﹝BeiDou(COMPASS)Navigation SatellITe System﹞是中國正在實施的自主發展、獨立運行的全球衛星導航系統。系統建設目标是:建成獨立自主、開放兼容、技術先進、穩定可靠的覆蓋全球的北鬥衛星導航系統,促進衛星導航産業鍊形成,形成完善的國家衛星導航應用産業支撐、推廣和保障體系,推動衛星導航在國民經濟社會各行業的廣泛應用。
北鬥衛星導航系統由空間段、地面段和用戶段三部分組成,空間段包括5顆靜止軌道衛星和30顆非靜止軌道衛星,地面段包括主控站、注入站和監測站等若幹個地面站,用戶段包括北鬥用戶終端以及與其他衛星導航系統兼容的終端。
(二)發展曆程
衛星導航系統是重要的空間信息基礎設施。中國高度重視衛星導航系統的建設,一直在努力探索和發展擁有自主知識産權的衛星導航系統。2000年,首先建成北鬥導航試驗系統,使我國成為繼美、俄之後的世界上第三個擁有自主衛星導航系統的國家。該系統已成功應用于測繪、電信、水利、漁業、交通運輸、森林防火、減災救災和公共安全等諸多領域,産生顯著的經濟效益和社會效益。特别是在2008年北京奧運會、汶川抗震救災中發揮了重要作用。為更好地服務于國家建設與發展,滿足全球應用需求,我國啟動實施了北鬥衛星導航系統建設。
某北鬥相關企業董事長在2012年9月24日舉行的《首屆中國衛星導航與位置服務年會》上透漏,自2011年7月份起,相關企業自發的組織了一個項目團隊,完成了基于北鬥的車載衛星導航系統産品,從而實現了北鬥衛星導航在民用領域的初步探索,并達到了北鬥衛星車載導航萬台批次生産能量。
(三)建設原則
北鬥衛星導航系統的建設與發展,以應用推廣和産業發展為根本目标,不僅要建成系統,更要用好系統,強調質量、安全、應用、效益,遵循以下建設原則:
1、開放性。北鬥衛星導航系統的建設、發展和應用将對全世界開放,為全球用戶提供高質量的免費服務,積極與世界各國開展廣泛而深入的交流與合作,促進各衛星導航系統間的兼容與互操作,推動衛星導航技術與産業的發展。
2、自主性。中國将自主建設和運行北鬥衛星導航系統,北鬥衛星導航系統可獨立為全球用戶提供服務。
3、兼容性。在全球衛星導航系統國際委員會(ICG)和國際電聯(ITU)框架下,使北鬥衛星導航系統與世界各衛星導航系統實現兼容與互操作,使所有用戶都能享受到衛星導航發展的成果。
4、漸進性。中國将積極穩妥地推進北鬥衛星導航系統的建設與發展,不斷完善服務質量,并實現各階段的無縫銜接。
(四)發展計劃
目前,我國正在實施北鬥衛星導航系統建設,已成功發射兩顆北鬥導航衛星。根據系統建設總體規劃,2012年左右,系統将首先具備覆蓋亞太地區的定位、導航和授時以及短報文通信服務能力;2020年左右,建成覆蓋全球的北鬥衛星導航系統。
(五)服務
北鬥衛星導航系統緻力于向全球用戶提供高質量的定位、導航和授時服務,包括開放服務和授權服務兩種方式。開放服務是向全球免費提供定位、測速和授時服務,定位精度10米,測速精度0.2米/秒,授時精度10納秒。授權服務是為有高精度、高可靠衛星導航需求的用戶,提供定位、測速、授時和通信服務以及系統完好性信息。
為使北鬥衛星導航系統更好地為全球服務,加強北鬥衛星導航系統與其它衛星導航系統之間的兼容與互操作,促進衛星定位、導航、授時服務的全面應用,中國願意與其它國家合作,共同發展衛星導航事業。
歐洲的伽利略導航系統
伽利略定位系統(Galileo Positioning System),是歐盟一個正在建造中的衛星定位系統,有“歐洲版GPS”之稱,也是繼美國現有的“全球定位系統”(GPS)及俄羅斯的GLONASS系統外,第三個可供民用的定位系統。伽利略系統的基本服務有導航、定位、授時;特殊服務有搜索與救援;擴展應用服務系統有在飛機導航和着陸系統中的應用、鐵路安全運行調度、海上運輸系統、陸地車隊運輸調度、精準農業。2010年1月7日,歐盟委員會稱,歐盟的伽利略定位系統将從2014年起投入運營。
美國的GPS導航系統
GPS 是英文Global Positioning System(全球定位系統)的簡稱,而其中文簡稱為“球位系”。GPS是20世紀70年代由美國陸海空三軍聯合研制的新一代空間衛星導航定位系統 。其主要目的是為陸、海、空三大領域提供實時、 全天候和全球性的導航服務,并用于情報收集、核爆監測和應急通訊等一些軍事目的,是美國獨霸全球戰略的重要組成。經過20餘年的研究實驗,耗資300億美元,到1994年3月,全球覆蓋率高達98%的24顆GPS衛星星座己布設完成。在機械領域GPS則有另外一種含義:産品幾何技術規範(Geometrical Product Specifications)-簡稱GPS。
俄羅斯“格洛納斯”系統
有24顆衛星組成,精度在10米左右,軍民兩用,設計2009年底服務範圍拓展到全球;