1、GPS 基础知识GPS 基础知识.txt 有谁会对着自己的裤裆傻笑。不敢跟他说话 却一遍一遍打开他的资料又关上。用了心旳感情，真旳能让人懂得很多事。如果有一天,我的签名不再频繁更新,那便证明我过的很好。GPS 基础知识驾车出行，在陌生的道路上，该往哪个方向走，哪条路最近，是停车问路还是低头看地图？都不用。移动 GPS 卫星导航系统将给你包打天下。一、GPS 相关基础知识GPS 即全球定位系统（Global Positioning System） ，简单地说，这是一个由覆盖全球的 24 颗卫星组成的卫星系统。这个系统可以保证在任意时刻，地球上任意一点都可以同时观测到 4 颗卫星，以保证卫星可以采
2、集到该观测点的经纬度和高度，以便实现导航、定位、授时等功能。GPS 全球卫星定位系统由三部分组成：空间部（GPS 星座） 、地面控制部分（地面监控系统） 、用户设备部分（GPS 信号接收机） 。由于 GPS 系统受美国政府拥有和控制，在非常时期（如战争期间） ，民用 GPS 服务可能会受到影响。1、定位导航技术的发展按照定位导航所依赖的参照物，定位导航技术的发展分为两个阶段：被动利用参照物阶段和主动建立参照物阶段。被动利用参照物阶段：人类综合利用星历知识、指南针和航海表来进行导航和定位。主动建立参照物阶段：二十世纪后，随着科学技术水平的不断提高，人类的思维从被动地利用宇宙中的参照物（如星体）扩
3、展到主动地建立和利用人为的参照物来开发更精密的导航定位系统。根据人为参照物的位置不同，主动阶段又可分为地基导航系统和空基导航系统。（地基导航系统：地基导航系统主要由在世界各地适当地点建立的位于地面的无线电参考站组成，接收机通过接收这些参考站发射的无线电电波并由此计算接收机到发射站的距离。目前大约有 100 种不同类型的地基导航系统正在运行，其中最著名的有劳兰系统（Loran C/D） 、奥米加系统（OMEGA） 、甚高频全向无线电信标系统（VORTAC）等。由于地基导航系统的无线电发射参考站都建立在地球表面上，因此它们只能用来确定物体的水平位置，即只能进行二维定位，给出位置的经纬度信息。这是地
4、基系统本身固有的缺陷。为了对空间飞行器（如飞机、宇宙飞船、导弹等）进行精密导航，需要确定飞行器的三维位置（水平位置和高度） 。显然地基系统不能满足这种需 要，于是人类就设想是否可以将无线电发射参考站建立在空中。空基导航系统：1957 年 10 月 4 日，世界上第一颗人造地球卫星的成功发射使人类将无线电发射参考站建立在空中的设想成为现实，由此天基导航系统应运而生。天基导航系统又称为卫星导航系统。第一代空基导航系统有美国的海军导航卫星系统（NNSS）和前苏联的奇卡达卫星导航系统（Tsikada） 。第二代空基 导航系统有美国的全球卫星导航系统（GPS） 、前苏联建立现属于俄罗斯联邦的 GLONA
5、SS 系统、欧盟尚未投入使用的伽利略系统(Galileo)。第三代空基导航系统“卫星无线电定位系统” ，典型代表是美国正在研制的“吉奥星系统” 。中国正在开发的北斗导航系统也属于第三代空基导航系统（首颗“北斗导航试验卫星”已于2000 年 10 月 31 日成功发射） 。2、GPS 历史卫星导航定位系统实现了全球、全天候、连续、实时、高精度导航定位，对人类活动影响极大，获得了最广泛的应用。就目前的情况来看，GPS 仍是卫星导航定位行 业中的龙头老大，以至于提起全球卫星导航系统就是 GPS。而从严格意义上讲全球卫星导航系统包括GPS、GLONASS、GALILEO、GNSS 等所有 系统。本文所
6、提到的 GPS 专指美国的第二代全球卫星导航系统（GPS） 。1973 年美国国防部批准其陆海空三军联合研制第二代卫星导航定位系统授时与测距导航系统/全球定位系统（Navigation System Timing andRanging/Global Position System-NAVSTAR/GPS） ，简称全球定位系统（GPS） 。GPS 系统设计克服了子午仪系统的缺陷，实现全天候、全球性和高精度的连续导航与 定位。1978 年 2 月 22 日第一颗 GPS 实验卫星成功发射。1978 年 11 月全球定位系统开始定位导航服务。1993 年 6 月 26 日最后一颗工作卫星于发射升空。
7、1995 年 7 月 17 日，达到全功能应用(full Operational CapabilityFOC)2000 年 5 月 1 日，美国总统克林顿在白宫宣布解除终止选择提供性政策（SA） 。此项决定将立即改善定位精度，单 GPS 接收机定位精度将好于 20 米。从 1973 年到 1993 年，GPS 系统的建立经历了近 20 年，耗资过百亿美元，它是继阿波罗登月计划和航天飞机计划后的第三项庞大空间计划。3、GPS 系统构成全球定位系统由三部分构成：地面监控部分、空间部分和用户装置部分。地面控制部分：GPS 的地面监控部分目前主要由分布在全球的 5 个地面站组成，其中包括主控站、卫星检
8、测站和信息注入站。空间部分：24 颗卫星基本均匀分布在 6 个轨道平面内，轨道平面相对赤道平面的倾角为 55，各轨道平面之间的交角为 60，每个轨道平面内的卫星相差 90，任一轨道平面上的卫星比西边相邻轨道平面上的相应卫星超前 30。卫星轨道平均高度为 20200km，卫星运行周期为 11 小时 58 分。每颗卫星每 天约有 5 个小时在地平线以上，同时位于地平线以上的卫星数目随时间和地点而不同，可为 4至 11 颗。GPS 的空间部分和地面监控部分是用户广泛应用该系统进行导航和定位的基础，均为美国所控制。用户装置部分：GPS 的用户设备主要由接收机硬件和处理软件组成。用户通过用户设备接收 G
9、PS 卫星信号，经信号处理而获得用户位置、速度等信息，最终实现) H( k) e$ I# V* Y 二、基于 AFLT 的定位技术，AFLT（AdvancedForward Link Trilateration）是 CDMA 独有的技术，在定位操作时，手机/终端同时监听多个基站的导频信息，利用码片时延来确定到附近基站的距离，最后用 三角定位法算出具体位置; 三、基于 AGPS（无线网络辅助 GPS 定位技术）的定位技术，AGPS 将终端的工作简化，由网络侧的定位服务器与终端相互配合完成定位工作，就是将卫星扫描及定位运算等最为繁重的工作从终端一侧转移到网络一侧的定位服务器完成。（而 GPSONE
10、 是美国高通公司为基于位置业务开发的定位技术，采用Client/Server 方式。它将无线辅助 AGPS 和高级前向链路 AFLT 三角定位 法两种定位技术有机结合，实现高精度、高可用性和较高速度定位。在这两种定位技术均无法使用的环境中，GPSONE 会自动切换到 Cell ID 扇区定位方式，确保定位成功率.）2、传统 GPS 与 GPSONE 优劣分析GPS 技术：由于过于依赖终端性能，即将卫星扫描、捕获、伪距信号接收及定位运算等工作集于终端一身，从而造成定位灵敏度低及终端耗电量大等方面缺陷。GPSONE 技术将终端的工作简化，将卫星扫描及定位运算等最为繁重的工作从终端一侧转移到网络一侧
11、的定位服务器完成。提高了终端的定位精度、灵敏度和冷启动速度、降低终端耗电。（在 GPS 卫星信号和无线网络信号都无法单独完成定位的情形下，GPSONE 系统会组合这两种信息源，只要有一颗卫星和一个小区站点就可以完成定位，解决了传统 GPS 无法解决的问题。GPSONE 系统的 基础设施辅助设备还提供了比常规 GPS 定位高出20dB 的灵敏度，性能的改善使 GPSONE 混合式定位方式可以在现代建筑物的内部深处或市区的楼群间正常 工作，而两种传统方案在这些地方通常是无法正常工作的。 ）GPSONE 技术：结合了无线网络辅助 GPS 定位和 CDMA 三角运算定位，改善了室内定位效果。CDMA
12、三角运算定位弥补无卫星信号下也能完成定位，其他蜂窝电话网络如 GSM/GPRS 也有类似自定位技术，但由于 CDMA 是惟一全网同步（通过 GPS）网络，因此定位精度更高。3、GPSONE 的应用情况 截止到 2004 年上半年，全球一共有 14 家运营商采用了GPSONE 定位技术提供精确定位服务，其中包括美国第一和第四大运营商 Verizon 和 Sprint、日本第一和第二大运营商 NTT DoCoMo 和KDDI、韩国第一和第二大运营商 SKT 和 KTF。终端品种超过 100 种，终端销量超过 5000 万部。 在国内，中国无线通信标准研究组（）中的已经完成制定与位置业务相关的协议规
13、范。中国的 CDMA1X 网已建成并于 2002 年正式投入商用，经过一期、二期和三期建设，网络规模逐步扩大和完善，并成为成熟和稳定的网络。 在中国，以 GPSONE 命名的定位服务由于其使用范围、定位精度、定位灵敏度、终端耗电及启动速度方面比传统 GPS 均有显著的提高，也随之进入了人们的视线。电信开通的 GPSONE 定位业务，已有多款 GPSONE 终端面世，包括适合老人和儿童使用的特殊终端，各种应用正在不断涌现。其影响将非常广泛，如提高生产效率、增加娱乐、提供基于位置的广告、导航、移动资源管理、资产管理和地理信息访问等。另外，定位信息还会直接影响人们出行习惯，例如路线的选择、及早避开交通堵塞、对意外事件的处理、陌生路段的查询、以及中途停留地点的选择、对当地资源的利用，包括加油站、食品店、旅馆和出租车等。位置信息也为那些希望有效吸引潜在客户，并做有针对性的宣传的零售商带来了更多的机会。因此，中国基于 GPSONE 定位服务的广阔市场前景是毋庸置疑的。
