《GPS导航基础应用知识大全从入门到精通》由会员分享，可在线阅读，更多相关《GPS导航基础应用知识大全从入门到精通（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、从入门到精通！GPS导航根底应用知识大全来源： eNet硅谷动力 时间：2007-11-28Gps应用知识 1.GPS系统组成 GPS gloabal Positioning System，这是美国建的。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。 先说说设备， 卫星是美国准备好的，至于主控站，当然在老美的外乡了，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20210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
2、.42MHZ, L2:1227.60MHZ。卫星上的时钟采用铯原子钟或铷原子钟，方案未来用氢原子钟。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，比方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
3、压表，比方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，应该比拟准确了。 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拟分散，GPS接收机提供的定位精度就会比拟高。 3.定位精度 谈到定位精度，就得说说SA和AS. 什么是SA，AS呢？ G
4、PS的信号有两种C/A码，P码。 C/A码的误差是29.3m到2.93米。一般的接收机利用C/A码计算定位。美国在90代中期为了自身的平安考虑，在信号上参加了SA (Selective Availability)，令接收机的误差增大，到100米左右。在2000年5月2日，SA取消，所以，咱们现在的GPS精度应该能在20米以内。 P码的误差为2.93米到0.293米是C/A码的十分之一。但是P码只能美国军方使用，ASAnti-Spoofing，是在P码上加上的干扰信号。 总之，老美也是挺累的。发了一大堆卫星用于军用定位。然后觉得不值，想赚点钱，于是开发信号给民用，精度还不能太高，可精度低了大家又
5、骂娘。因为GPS掌握在老美的手中，虽说免费使用，可是其他国家用着也不踏实，前两天打阿富汉是，美国就把该地区的GPS信号做了处理，定位精度变低。 俄罗斯有自己的卫星定位系统，全球导航卫星系统(GLObal NAvigation Satellite System)。欧洲也要开展自己的定位系统NAVSAT。中国也有自己的卫星定位，叫北斗，是双星系统，只能定位自己国家和附近的地区，而且目前只用于军方。 常见GPS接收器采用的GPS芯片种类 (1). SiRF starIIe: a. LP: Low power，没有 LP 的已经很少用了。Sensitivity : -145dBm, 在定位后依然耗电,
6、 如HOLUX GM-210。 b. Xtrac V1: 高感度 f/w，Sensitivity 高于starIIe/LP, 硬件一样。如HOLUX 270U c. Xtrac V2: 纠正了V1版本容易漂移的缺点，信号比拟贴近现实，如HAICOM的303S、HOLUX 231、MINI GPS (2). SiRF starIII: Sensitivity : -159dBm实测约为-154dBm，虽然内建correlator 为220000颗, 未必更耗电，因为制程从 0.18u 改成 0.13u。如HOLUX 236、HAICOM新款的蓝牙GPS、环天338、丽台9553。 (3). So
7、ny single chip solution CXD2951: SONY 第三代芯片,只有他们是RF跟baseband包在一起的,Sensitivity : -152dBm。 (4). Nemerix NJ1006 ( RF ) + NJ1030 ( Baseband ) Sensitivity : -147dBm, 省电王, 采用此芯片的GOPASS GPT-700，850AMH的锂电池都有20个小时的表现。 (5). Evermore: 台湾本地的IC, 性价比好，采用此芯片的HAICOM 303E ,性能表现优于HOLUX 270U。 (6) RFMD： Micro Devices (
8、RFMD)业界首个高集成度蓝牙/GPS解决方案RF8900，该设计将蓝牙通信和GPS技术集成在一个完整的系统中。据称该产品与同类产品相比可减少20%的尺寸，并使本钱降低25% ，据传RIKALINE的6033将采用这个芯片。 (7). Garmin: 牌子老，信用好。老板台湾人，研发美国制造台湾，其老板也跻身世界500富豪行列。如GARMIN的手持机GPS。 1GPS芯片： 目前国际上常用常见到的/较流行的GPS模块OEM板上的主芯片主要有3种。 1美国SIRFSirf 2SONY索尼爱立信/索爱芯片 3瑞士NENEM公司NEMERIX芯片 2三代芯片的核心： 芯片硬件大同小异，只是内部软件起
9、主要作用。所谓三代的核心技术只是在2代的根底上提高改良了软件的算法，就好比初、高中物理课上计算加速度/速度用的公式，但到了大学高等数学中导数、积分来计算同一道加速度/速度的物理题，方法算法不同，所用时间大不一样，表达了中学和大学的区别，就好似2代和3代一样。其次是硬件也提供了质量标准。 3三代芯片软件主要功能： 3代芯片软件提高升级：1算法改良提高搜星/定位速度时间。2通过软件滤波器提高抗干扰性能、信噪比及接收有效星颗数。3有的芯片实现软件DR航迹转迹推算，提高抗高楼、树荫、桥下遮挡及隧道功能。4软通道搜索，搜索提高可视卫星的通道数可以1224颗，人员、车辆、上下坡、姿态发生变化时、飞机、船舶
10、星历状态发生变化时仍能继续定位。 4三代芯片硬件改良： 1芯片功耗降低，体积减少与2代比。 2提高抗干扰能力，全屏蔽或双芯片分开。5GPS模块与产品： GPS产品多种多样，但不一定用三代芯片就全都好了，三代芯片只不过是GPS 产品的核心部件，如同人的心脏、大脑，还要与其它元件相匹配天线、放大器、滤波器，甚至导线、接头等看起来无关紧要元件。 6天线是重要因素： 手持、PDA、蓝牙、G-Mouse等常见的GPS产品中都要用到GPS天线，无论有源、无源甚至全向天线，十几个性能指标中，夹角1600最大全向天线除外，放大器dB数，阻抗范围，材质，抗干扰能力与模块匹配决定了整个产品的性能，甚至飞机上接2-
11、3个天线上、下面均有，有些在车内、车底部也很好定位。也就是说，3代模块很好，天线不匹配可能不如搭配好2代产品。 7通道数： 3颗星二维，4颗星三维定位，这是GPS根本原理，我们在地面上使用是11-12 颗因为天线160度夹角，全向天线也就12颗，到了天空飞行器物体可以多收几颗一定全向或二个以上天线，但也是从中取3-4颗信号最强、距离最近的有效卫星进行运算定位，不少军用GPS都是5个通道，只是用4个通道定位，1个通道快速搜索所有可视卫星，并与其中4颗有效星比拟，高出其中一个就替换，这样就保持4颗最强信号卫星。因此不是通道越高越好，一般地面上12颗就够了，什么16、18、20、24都是软通道，是表
12、达最多可搜索可视卫星的颗数，没有什么实际意义。 8感应度dB数： GPS接收信号的感应程度-150195dB各厂家标准不统一，有的是模块， 有的是模块含天线，有的是平均值，有的是峰峰值最大值，此值是在屏蔽室内用专用仪器测试，与大家实际环境电场、磁场、高压、微波、地磁有很大区别，因此该指标相差3-5dB，均属同数量级无关紧要，只是个大概齐参考。 9三代产品明显优势特点实际效果： 使用者只要对三代芯片具体技术指标一般了解即可，而更主要比拟观察是否有以下特征。 1定位时间快：无论冷启动、温启、热启，重捕时间均快5-30秒钟与二代相比，实际上大部使用者也不差这十几秒钟。 2高感度：即在高楼、树荫、桥下
13、、遮档、遂洞、窗口、车内，甚至车底盘下仍可很快定位收4颗以上卫星。常说：有点天空就可定位单星定位，也就是?给点阳光就灿烂?。 3抗干扰性能：高压线、电场、磁场、高速动态、微波、 ，同频干扰的环境下仍能正常工作。 4功耗低、省电：降低了功耗，甚至有睡眠状态静态不工作，可以节电，提高产品待机时间。 5 体积小，性能价格比好：体积小，重量轻，这是社会的需求和开展趋势，可以扩大更多的应用范围和领域。实际上三代芯片价格应该与二代相同，甚至应更低，但功能提高很多，T-3816通道，3代 200-300元/块。 不同GPS产品在性能上的差异主要取决于核心芯片。您在购置GPS时所看到的各项技术指标都是由GPS
14、芯片决定的，GPS未来的开展也是有核心芯片技术决定的。 在这里想讲一个题外话，GPS接收机的性能很大程度上受天线技术影响，但是天线千差万别，用户只需要了解天线技术的类型就可以了。GPS天线主要有螺旋天线和平板天线。前者方向性不强，但增益也相对较小；后者具有较强的方向性，但增益也较强，适合平放在固定的地方使用。当然，天线的尺寸越大效果越好，局部产品配备了可以外接的高增益天线，这类天线普遍采用螺旋天线，因为外接天线尺寸变大以后，增益不成问题，对方向性更敏感。 1.GPS芯片的开展和展望 2003年以后GPS芯片产业如雨后春笋般呈现出一种蓬勃开展的局面。目前设计生产GPS芯片的厂家超过10家，包括美
15、国SiRF(瑟孚)、Garmin(高明)、摩托罗拉、索尼、富士通、飞利浦、Nemerix、uNav、uBlox等。 2005年SiRF收购了摩托罗拉的GPS芯片业务，未来将合作在摩托罗拉的智能 中集成GPS功能。无独有偶，高通公司在增强型3G 芯片CDMA2000 EV-DO中也设计了集成的GPS功能。Nextel公司也正在使用SiRF的技术来实现其 中的GPS功能。 美国已经通过了法律，要求移动 制造商在2007年必须把GPS接收机集成到产品中去，以提供定位和紧急呼叫功能，2007年已经是3G的时代。可见，尽管现在集成GPS功能的 尚未进入主流市场，但是将来3G 的中高端机型会普遍集成GPS功能。 2005年7月，以归国博士周文溢为核心的5名海外学人创业的西安华迅公司也推出了国内第一块GPS芯片。 尽管厂商林立，目前在非独立式GPS领域中SiRF的地位就如同PC产业中的英特尔，主流产品几乎全部采用SiRF芯片。因此，读者只要了解SiRF芯片的几个主要型号就可以了解非独立式GPS的核心技术差异。 另外，Garmin在独立式GPS设备市场中占有半壁江山，主要采用Garmin自己的
