Wie lautet der vollständige Name von GPS?

GPS steht für „Global Positioning System“, was auf Chinesisch „Global Positioning System“ bedeutet. Es handelt sich um ein hochpräzises Funknavigationssystem, das auf künstlichen Erdsatelliten basiert und überall auf der Welt und im erdnahen Weltraum eingesetzt werden kann . Genaue geografische Standort-, Fahrzeuggeschwindigkeits- und präzise Zeitinformationen; es handelt sich um ein Satellitennavigations- und Ortungssystem der neuen Generation mit umfassenden dreidimensionalen Navigations- und Ortungsfunktionen in Echtzeit auf See, Land und in der Luft.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 7-System, Dell G3-Computer.

Global Positioning System (GPS) ist ein hochpräzises Funknavigationssystem, das auf künstlichen Erdsatelliten basiert. Es kann überall auf der Welt und im erdnahen Raum genaue Geschwindigkeits- und Zeitinformationen liefern .

Seit seiner Einführung hat GPS aufgrund seiner hohen Genauigkeit, Allwetterfähigkeit, globalen Abdeckung, Bequemlichkeit und Flexibilität viele Benutzer angezogen.

GPS ist nicht nur der Schutzpatron der Autos, sondern auch der smarte Star des Managements der Logistikbranche. Mit der rasanten Entwicklung der Logistikbranche spielt GPS eine entscheidende Rolle und hat sich nach dem Automobilmarkt zur zweitgrößten großen Verbrauchergruppe entwickelt.

GPS wurde in den 1970er Jahren von den USA entwickelt. Es dauerte 20 Jahre und kostete 20 Milliarden US-Dollar. Es wurde 1994 vollständig fertiggestellt und verfügt über umfassende dreidimensionale Navigations- und Positionierungsfunktionen in Echtzeit , Land und Luft. Satellitennavigations- und Positionierungssysteme. Der Einsatz der Vermessungs- und Kartierungsabteilungen meines Landes in den letzten 10 Jahren hat gezeigt, dass GPS mit seinen herausragenden Funktionen wie Allwetter, hoher Präzision, Automatisierung und hoher Effizienz das Vertrauen der meisten Vermessungs- und Kartierungsmitarbeiter gewonnen hat wurde erfolgreich in der geodätischen Vermessung, der technischen Vermessung und der Luftfotogrammetrie, der Fahrzeugnavigation und -steuerung, der Überwachung der Erdkrustenbewegung, der Überwachung der technischen Verformung, der Ressourcenerhebung, der Geodynamik und anderen Disziplinen eingesetzt und brachte damit eine tiefgreifende technologische Revolution auf dem Gebiet der Vermessung und Kartierung mit sich .

GPS ist das Satellitennavigationssystem der zweiten Generation in den Vereinigten Staaten. Es wurde auf der Grundlage des Meridian-Satellitennavigationssystems entwickelt und übernimmt die erfolgreichen Erfahrungen des Meridiansystems. Nach der aktuellen Planung nutzt der Weltraumteil von GPS 24 Satelliten mit einer Höhe von etwa 20.200 Kilometern, um eine Satellitenkonstellation zu bilden. Die 24 Satelliten befinden sich alle in einer nahezu kreisförmigen Umlaufbahn mit einer Betriebsdauer von etwa 11 Stunden und 58 Minuten. Sie sind auf 6 Orbitalebenen (4 Satelliten pro Orbitalebene) mit einer Orbitalneigung von 55 Grad verteilt. Die Verteilung der Satelliten ermöglicht die jederzeitige Beobachtung von mehr als 4 Satelliten überall auf der Welt und sorgt für die Beibehaltung der Geometrie mit guter Genauigkeit der Positionierungslösung. Dies bietet zeitlich kontinuierliche globale Navigationsmöglichkeiten.

GPS besteht hauptsächlich aus drei Hauptkomponenten: Weltraumteil, Bodenüberwachungsteil und Benutzerausrüstungsteil. Das GPS-System zeichnet sich durch hohe Genauigkeit, Allwettertauglichkeit und breiten Einsatz aus.

Positionierungsprinzip

Die GPS-Positionierung umfasst Pseudobereichs-Einzelpunktpositionierung, Trägerphasenpositionierung und Echtzeit-Differenzpositionierung.

1. Pseudorange-Messung und Pseudorange-Einzelpunktpositionierung

Bei der Pseudorange-Messung wird die Entfernung vom Satelliten zum Empfänger gemessen, dh die Entfernung, die durch Multiplikation der Ausbreitungszeit des vom Satelliten an den GPS-Empfänger übertragenen Entfernungscodesignals erhalten wird durch die Lichtgeschwindigkeit. Bei der Einzelpunktpositionierung bei der Pseudo-Entfernungsmethode wird der GPS-Empfänger verwendet, um die Pseudo-Entfernung mit mehr als 4 GPS-Satelliten zu einem bestimmten Zeitpunkt zu messen, die momentanen Koordinaten der Satelliten aus den Satellitennavigationsnachrichten zu ermitteln und den Entfernungsschnittpunkt zu verwenden Methode zur Berechnung der WGS-84-Position der Antenne.

2． Trägerphasenmessung und Trägerphasenpositionierung

Mit der Trägerphasenmessung wird die Phasenverzögerung zwischen dem GPS-Satellitenträgersignal und der Empfängerantenne gemessen. Der Entfernungsmesscode und die Navigationsnachricht werden auf dem GPS-Satellitenträger moduliert. Nach dem Empfang des Satellitensignals entfernt der Empfänger zunächst den Entfernungsmesscode und die Satellitennachricht vom Träger, um den Träger wiederherzustellen, der als rekonstruierter Träger bezeichnet wird. Der GPS-Empfänger vergleicht die vom Satelliten rekonstruierte Trägerwelle mit dem vom Oszillator im Empfänger erzeugten lokalen Oszillatorsignal über einen Phasenmesser, um die Phasendifferenz zu ermitteln.

3. Echtzeit-Differenzpositionierung

Das Prinzip der Echtzeit-Differenzpositionierung von GPS besteht darin, einen GPS-Empfänger (Basisstation genannt) an einem vorhandenen präzisen geozentrischen Koordinatenpunkt zu platzieren und die bekannten geozentrischen Koordinaten und Ephemeriden zur Berechnung der Korrektur zu verwenden der GPS-Beobachtungswerte und sendet den Korrekturwert über ein Funkkommunikationsgerät (Datenverbindung genannt) an den sich bewegenden GPS-Empfänger (Rover genannt). Der Rover verwendet den Korrekturwert, um seine eigenen GPS-Beobachtungen zu korrigieren, um die oben genannten Fehler zu beseitigen und dadurch die Genauigkeit der Echtzeitpositionierung zu verbessern. Es gibt viele dynamische GPS-Differenzmethoden, darunter Positionsdifferenz, Pseudoentfernungsdifferenz (RTD), Trägerphasen-Echtzeitdifferenz (RTK) und Weitbereichsdifferenz.

Funktionen von GPS

GPS ist derzeit das erfolgreichste Satellitenortungssystem im Einsatz und gilt als Meilenstein in der menschlichen Ortungstechnologie. Zusammenfassend weist das System die folgenden Eigenschaften auf:

(1) Globale, kontinuierliche Navigations- und Positionierungsfunktionen bei jedem Wetter. GPS bietet kontinuierliche, wetterunabhängige Navigations- und Positionierungsfunktionen für verschiedene Benutzer überall auf der Welt oder im erdnahen Raum. Benutzer müssen keine Signale übertragen, sodass mehrere Benutzer zufrieden sein können.

(2) Echtzeitnavigation, hohe Positionierungsgenauigkeit und kurze Beobachtungszeit. Bei Verwendung der GPS-Positionierung können Positionsdaten mehrmals innerhalb einer Sekunde abgerufen werden. Diese nahezu Echtzeit-Navigationsfunktion ist für hochdynamische Benutzer von großer Bedeutung. Sie kann Benutzern auch eine kontinuierliche dreidimensionale Position und dreidimensionale Geschwindigkeit liefern und genaue Zeitangaben. Derzeit kann die Echtzeit-Positionierungsgenauigkeit mit C/A-Code 20–50 m erreichen, die Geschwindigkeitsgenauigkeit beträgt 0,1 m/s, durch spezielle Verarbeitung kann sie 0,005 m/s erreichen und die relative Positionierungsgenauigkeit kann Millimeterniveau erreichen.

Durch die kontinuierliche Verbesserung des GPS-Systems und die kontinuierliche Aktualisierung der Software dauert die relative statische Positionierung innerhalb von 20 km derzeit nur 15–20 Minuten. Bei der schnellen statischen relativen Positionierungsmessung befindet sich jeder Rover innerhalb von 15 km von der Basisstation Die Beobachtungszeit dauert nur 1-2 Minuten und kann dann jederzeit positioniert werden. Die Beobachtung an jeder Station dauert nur wenige Sekunden.

(3) Für die Messstation ist keine klare Sicht erforderlich: Für die GPS-Messung ist lediglich ein klarer Himmel über der Messstation erforderlich und es ist nicht erforderlich, dass die Messstationen untereinander sichtbar sind, sodass viel gespart werden kann Standardisierungskosten (im Allgemeinen machen die Standardisierungskosten 30 % der Gesamtkosten aus) %, 50 %. Da es nicht erforderlich ist, zwischen den Punkten zu sehen, können die Punktpositionen je nach Bedarf spärlich oder dicht sein, was die Punktauswahl sehr flexibel macht und auch die Messarbeit von Übertragungspunkten und Übergangspunkten bei der klassischen Messung einsparen kann.

(4) Kann weltweit einheitliche dreidimensionale geozentrische Koordinaten liefern: Mit der GPS-Messung können gleichzeitig die Position der Stationsebene und die Erdhöhe genau bestimmt werden. Der aktuelle GPS-Füllstand kann die Genauigkeit einer Nivellierung der vierten Klasse erreichen. Darüber hinaus wird die GPS-Positionierung im weltweit einheitlichen WGS-84-Koordinatensystem berechnet, sodass die Messergebnisse an verschiedenen Standorten auf der ganzen Welt miteinander verknüpft sind.

(5) Das Instrument ist einfach zu bedienen: Mit der kontinuierlichen Verbesserung der GPS-Empfänger werden GPS-Messungen immer automatisierter. Während der Beobachtung muss der Vermesser lediglich das Instrument installieren, die Kabel anschließen, die Höhe der Antenne messen und den Betriebsstatus des Instruments überwachen. Weitere Beobachtungsaufgaben wie Satellitenerfassung, -verfolgung, -beobachtung und -aufzeichnung erfolgen automatisch Wenn die Messung abgeschlossen ist, schalten Sie einfach den Strom aus und legen Sie den Empfänger weg, um die Felddatenerfassung abzuschließen.

Wenn an einer Messstation eine langfristige kontinuierliche Beobachtung erforderlich ist, können die gesammelten Daten auch per Datenkommunikation an das Datenverarbeitungszentrum übermittelt werden, um eine vollautomatische Datenerfassung und -verarbeitung zu erreichen. Darüber hinaus wird die Größe des Empfängers immer kleiner und das entsprechende Gewicht immer geringer, was den Arbeitsaufwand des Messautors erheblich reduziert und die Arbeit vor Ort erleichtert.

(6) Starke Entstörungsfähigkeit und gute Vertraulichkeit: GPS verwendet Spread-Spectrum-Technologie und Pseudocode-Technologie. Benutzer müssen nur GPS-Signale empfangen und werden selbst keine Signale übertragen und werden nicht durch andere externe Signalquellen gestört . .

(7) Mehrere Funktionen und breites Anwendungsspektrum: GPS ist ein Dual-Use-System für militärische und zivile Zwecke und sein Anwendungsbereich ist sehr breit. Spezifische Anwendungsbeispiele umfassen: Autonavigation und Verkehrsmanagement, Linienpatrouillenfahrzeugmanagement, Straßenbau, persönliche Ortung und Navigatoren usw.

Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie in der Spalte „FAQ“!

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