1、GPS定位原理及应用简介,一、GPS的定义及历史 1定义全球定位系统GPS（Global Positioning System）,是一种可以授时和测距的空间交会定点的导航系统,可向全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置，三维速度和时间信息。 是由美国建立的一个卫星导航定位系统，利用该系统，用户可以在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维导航定位和测速；另外，利用该系统，用户还能够进行高精度的时间传递和高精度的精密定位。,2GPS的产生与发展由TRANSIT到GPS,1957年10月第一颗人造地球卫星上天，电子导航应运而生 利用多普勒频移原理1964年建成子午卫星导航定位系统(TRANSIT)
2、。 美国从1973年开始筹建全球定位系统，1994年投入使用。经历20年，耗资300亿美元，是继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的第三项庞大空间计划。,二、GPS的组成,GPS定位系统由GPS卫星空间部分、地面控制部分和用户GPS接收机三部分组成。,GPS卫星图片1,截止2004年3月为止，在轨卫星共29颗，星号为111，13 18，2031。目前，GPS星座已真正实现全球覆盖，不再有盲区，全天24小时任何时间都能精密定位。,GPS卫星图片2,2、地面控制部分。,Colorado springs,Hawaii,Ascencion,Diego Garcia,kwajalein,1个主控站:Col
3、orado springs(科罗拉多.斯平士)。 3个注入站:Ascencion(阿森松群岛)、 Diego Garcia(迭哥伽西亚)、kwajalein(卡瓦加兰)。 5个监控站： 以上主控站、注入站及Hawaii(夏威夷)。,3、用户接收机部分,GPS接收机的基本类型分导航型和大地型。大地型接收机又分单频型和双频型。,图片：导航型GPS机,手持型GPS机,图片：大地型GPS接收机,单频机,双频机,GPS特点：,1 、定位精度高应用实践已经证明，GPS相对定位精度在50KM以内可达10-6，100-500KM可达10-7， 1000KM可达10-9。在300-1500m工程精密定位中，1小
4、时以上观测的解其平面其平面 位置误差小于1mm。 2 、观测时间短随着GPS系统的不断完善，软件的不断更新，目前，20KM以内相对静态定位，仅需15-20 分钟；快速静态相对定位测量时，当每个流动站与基准站相距在15KM以内时，流动站观 测时间只需1-2分钟，然后可随时定位，每站观测只需几秒钟。3、 测站间无须通视4 、可提供三维坐标经典大地测量将平面与高程采用不同方法分别施测。GPS可同时精确测定测站点的三维坐标。 目前GPS水准可满足四等水准测量的精度。,5、 操作简便随着GPS接收机不断改进，自动化程度越来越高，有的已达“傻瓜化”的程度；接收机的体积 越来越小，重量越来越轻，极大地减轻测
5、量工作者的工作紧张程度和劳动强度。 使野外工作变得轻松愉快。 6、全天候作业目前GPS观测可在一天24小时内的任何时间进行,不受阴天黑夜、起雾刮风、下雨下雪等气候的影响。 7、功能多、应用广GPS系统不仅可用于测量、导航，还可用于测速、测时。测速的精度可达0。1M/S，测时 的精度可达几十毫微秒。其应用领域不断扩大。,三、GPS定位方法分类,（1）绝对/单点定位(point positioning)确定观测点在WGS-84系中的坐标，即绝对位置。 （2）相对定位(relative positioning)确定确定同步跟踪相同的GPS卫星信号的若干台接收机之间的相对位置（坐标差）的定位方法。,G
6、PS定位原理,四、GPS的后处理测量方法,1静态测量(static surveying) （1）方法：将几台GPS接收机安置在基线端点上，保持固定不动，同步观测4颗以上卫星。可观测数个时段，每时段观测十几分钟至1小时左右。最后将观测数据输入计算机，经软件解算得各点坐标。,（2）用途是精度最高的作业模式。主要用于大地测量、控制测量、变形测量、工程测量。 （3）精度可达到（3mm+1ppm）,2动态测量(kinematic surveying),（1）方法：先建立一个基准站，并在其上安置接收机连续观测可见卫星，另一台接收机在第1点静止观测数分钟后，在其他点依次观测数秒。最后将观测数据输入计算机，经
7、软件解算得各点坐标。动态相对定位的作业范围一般不能超过15km。 （2）用途：适用于精度要求不高的碎部测量等。 （3）精度：可达到（10mm+1ppm）,图形：相对定位模式,静态相对定位模式,动态相对定位模式,五、GPS实时动态定位（RTK）方法,1RTK(real-time kinematic)工作原理及方法 与动态相对定位方法相比，定位模式相同，仅要在基准站和流动站间增加一套数据链，实现各点坐标的实时计算、实时输出。,2RTK用途：适用于精度要求不高的施工放样及碎部测量。,3作业范围：目前一般为10km左右。 4精度：可达到（10mm+1ppm）,湖州GPS全球定位管理服务系统 系 统 简
8、 介,湖州交通信息服务中心,大纲,一、出租车智能管理信息服务系统简介1、系统原理与总体结构2、主要功能介绍3、出租车智能管理信息服务系统组成结构4、出租车智能管理信息服务系统带来的变化5、出租车智能管理信息服务系统建设特点 二、系统功能演示1、GPS监控系统在出租车行业的应用演示2、GPS监控系统在危险品及客货运车辆行业的应用演示,计价器 设备,GPS 设备,系统原理及总体结构,出租车智能管理信息服务系统,智能调度管理系统,GPS车辆监控系统,营运信息分析系统,企业行业管理系统,110处警指挥系统,网上招车与投诉系统,出租车智能管理信息服务系统 主 要 功 能,出租车智能化调度,出租车营运统计
9、分析,突发事件报警及处警,案情辅助排查及分析,设备维修管理及查询,客户服务管理分析,出租车智能管理信息服务系统 系统组成,GPS车载终端设备,GPS湖州网控中心,110接/处警系统,GPS车载终端设备,出租车调度中心,调度中心服务器,公安监控中心,出租车智能管理信息服务系统,电话招车,公安公交,110处警,行业管理及数据分析,网上招车,行业管理、企业管理及数据分析,出租车智能管理信息服务系统 为社会生活带来新的变化,1 广大市民,5 驾驶员,4 出租车企业,3 公安机关,2 政府&行业管理,以全市出租车为统一资源，完成具有高度智能化集中调度管理以及面向公众的招车网站。以全市出租车营运数据为内容
10、，建立面向智能交通为目标的出租车营运信息数据库，实现对出租车行业营运综合信息的实时性统计分析，为智能交通提供有效数据资源。以GPS平台为中心，以出租车为主要对象、与市公安局合作建成“移动目标报警处理网络”，在三县两区范围内实现车辆事发地报警，完成最快捷的110接处警目标。系统建设方案处于国内领先。,出租车智能管理信息服务系统 建设特点,GPS监控系统在出租车行业的应用演示,对于出租车行业来说，GPS系统的建设可进行针对出租车的智能化调度、营运动态监管、与110平台的联动以实现突发事件的报警处警、客户服务分析等。,出租车GPS监控界面演示,出租车电话招车及网上招车,一、电话招车乘客拨打13905
11、720000致电调度中心，中心以乘客所在位置的一定区域内下发调度信息，司机如抢答成功，中心为乘客接通司机电话，司机与乘客直接建立沟通。 二、网上招车乘客直接登陆http:/，以一定区域范围内寻找出租车辆，直接去电与出租车司机进行联系。,电话招车演示：13905720000,发送半径,乘客电话,乘客姓名,叫车地点,三方通话框,网上招车（一）,选择地段,选择车型,选择区域,查询结果,网上招车（二）,车载号码,车辆抢劫报警功能演示,抢劫报警：现已有30辆多公安、消防和救护车车辆安装了GPS监控系统，一旦在网车辆发生警情，有利于就近派车，以最短的时间内赶到案发地点，真正的做到出警的准确、快速、有效，有
12、力地保障了驾驶员的生命财产安全。一旦有警情出现，也可对某一车辆进行单独重点监控，观察该车的动向。,在网警车监控图,监控车辆抢劫报警示意图,车辆重点监控图,GPS系统的轨迹回放功能，在各公司以及行业管理部门中已经得到了十分广泛的应用，各公司运用该功能对驾驶员存在疑问的超速违章单据进行核实和处理；湖州市出租车管理所等部门运用该功能对乘客所投诉的司机拒载和绕道行为进行轨迹回放查看，能十分明了的看到司机在该时段的行进过程，并做出相应处理，使行业管理部门有力的加强了对出租车行业的动态监管力度。,轨迹回放功能,轨迹回放功能,对于行业管理部门来说，以前由于信息分散，而且缺乏交通决策模型与工具的支撑，进行决策
13、时常常基于经验判断。通过改造出租车原有计价器和空满载指示牌并在加装车载GPS设备的基础上，使计价器、空满载信号和GPS连接，将出租车所有营运数据（其中包括营运业务数据、车辆行驶和位置数据）通过移动网络进行传输，依赖交通GPS综合应用系统所建立的量化模拟和决策支持模型，便于行业管理部门对出租车的营运情况进行统计和分析，如出租车一天的营运时间，营运收入，电话召车次数等数据有一个直观的了解，并为行业管理部门作出如出租车调价、新车投放等行政决策提供辅助决策支持。,出租车营运数据分析功能,对于各公司来说，交通GPS综合应用平台的使用，可以防止类似项目在各管理部门、各运输企业中盲目、低水平地重复投资建设，
14、减轻了企业负担，实现了资源共享，节约了巨额的社会投资和管理运行成本；运输企业可依托此平台，拓展业务的应用功能和范围，为社会提供高质量的外延服务，为自身和社会创造更大的经济效益。,运行信息统计分析,图一,苏E-45964 2005年2月28日营收情况,计价器数据上报情况,电话调度业务情况,停驶时间统计,车辆报警查询,日调度时间分布,4月1日4月15日电话招车业务量分析,调度量统计4月18日-4月19日,车辆巡检系统,区域查车功能,有时乘客会将行李之类不慎遗忘在出租车上，只要乘客能提供相应的时间，上下车地点，我们就能应用GPS定位系统为乘客进行查找。,区 域 查 车 功 能,区 域 查 询 功 能
15、,2005年2月28日一天出租车连续驾驶情况抽样统计,个案查询 4月2日下午1点45分左右从所前街上车,下车在大润发大概1点55左右,将一个黑色的皮夹遗失在前座,车号不详细,车票没有,望协助查找.,GPS监控系统在危险品及客货运行业的 应用演示,对于危险品运输来说，GPS系统的建设能使危险货物运输全过程进行实时监控和有效监管成为可能，可以最大限度地减少危险化学品等在运输过程中给社会、环保、经济带来的威胁；同时对企业而言，则能高效调度、加强管理、开源节流。对于客货运车辆来说，GPS系统的建设能使行业管理部门能全程监控车内的情况，对车辆的超载、超速行为有很强的威慑作用。,危险品车辆GPS监控演示图
16、,车辆超速、越界报警演示,超速报警：超速报警可根据需要对车辆进行限速处理，一旦发现超速现象，马上报警，对司机起到很好的监督作用。越界报警：为了最大限度地减少危险化学品等在运输过程中给社会、环保、经济带来的威胁 ，往往需要对危险品车的行进区域进行严格的限定，一旦出了区域立即进行报警。,监控车辆超速报警示意图,监控车辆越界报警示意图,图象抓拍功能,随着行业管理部门对车辆超载行为打击力度的加强，如何进行动态监管成为一个难题，带有摄像头的GPS设备，能有效的解决这一难题，带有摄像功能的GPS系统，能对车辆内的情况进行即时抓拍，使管理部门能有效的实现动态监管，了解车内是否有超载、乘务员是否有违规等情况。此外结合GPS终端的车速显示也能有效地防止车辆的超速行为。,便捷巴士浙E-06818图象抓拍效果图。（上海英迪单摄像头型）,新国际旅游公司浙E-09231图象抓拍效果图。（深圳有为双摄像头型）,危险品车辆管理平台,危险品公司可利用平台对危险品车车辆进行位置和基本资料的查询；轨迹回放等功能的演示，以文字的方式直观的显示给管理部门。并可对车辆的违章记录进行管理，行业部门能通过查询统计功能，查询出危险品公司车辆的违章记录。,危险品车辆基本资料查询,轨迹回放功能,车辆速度分析,运营信息统计,超速报警查询,违章信息管理,客运出租车三机合一安装示意,
