& GPS定位系统
GPS定位系统
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1GPS定位系统用于监控&&& GPS监控是结合了GPS技术、无线通信技术(GSM/GPRS/CDMA)、图像处理技术及GIS技术，用于对移动的人、宠物、车及设备进行远程实时监控的一
&&& 利用GPS监控可以实现以下功能：1.跟踪定位
&&& 监控中心能全天侯24小时监控所有被控车辆的实时位置、行驶方向、行驶速度，以便最及时的掌握车辆的状况。
&&& 2.轨迹回放
&&& 监控中心能随时回放近
60天内的自定义时段车辆历史行程、轨迹记录。(根据情况，可选配轨迹DVD刻录服务)
&&& 3.报警(报告)
&&& 3.1，超速报警：车辆行驶速度超出监控中心预设的速度时，及时上报监控中心
&&& 3.2，区域报警(电子围栏)：监控中心设定区域范围，车辆超出或驶入预设的区域会向监控调度中心给出相应的报警
&&& 3.3，停车报告：调度中心可对车辆的历史停车记录以文字形式生成报表，其中描述车辆的停车地点、时间和开车时间等信息，并可对其进行打印。
&&& 4.地图制作功能
&&& 根据查看需要，客户可以添加修改自定义地图线路，以更好服务企业运行
&&& 5.里程统计
&&& 系统利用GPRS车载终端的行驶记录功能和GIS地理系统原理对车辆进行行驶里程统计，并可生成报表且可打印。
&&& 6.车辆信息管理
&&& 方便易用的管理平台，提供了车辆、驾驶人员、车辆图片等信息的设定，以方便调度人员的工作。
&&& 7.短信通知功能
&&& 将被控车辆的各种报警或状态信息在必要时发送到管理者手机上，以便随时随地掌握车辆重要状态信息。
&&& 8.车辆远程控制
&&& 监控中心可随时对车辆进行远程断油断电，锁车功能。
&&& 9.车载电话
&&& 车载电话可以象普通手机一样拔打电话，调度中心可对此电话进行远程权限设置，即呼入限制、呼出限制、只能呼叫指定的若干电话号码。
&&& 10.油耗检测
&&& 实时监控车辆的油耗变化，并生成历史时段油量变化报表或油量曲线图，进而直观反映出油量的正常消耗与非正常消耗及加油数量不足等现象，达到油耗高水平管理，杜绝不良事件的发生。(需搭配油量)
&&& 11.车辆调度
&&& 调度人员确定调度车辆或者在地图上画定调度范围，GPS系统自动向车辆或者画定范围内的所有车辆发出调度命令，被调度车辆及时回应调度中心，以确定调度命令的执行情况。GPS系统还可对每辆车成功调度次数进行月统计。
&&& 如何实现
GPS监控功能要实现GPS监控功能必须具备GPS终端、传输网络和监控平台三个要素，这三个要素缺一不可。通过这三个要素，组成三层结构的监控系统，应用在车辆调度监控领域，可以提供车辆防盗、反劫、行驶路线监控及呼叫指挥等功能;应用在对人宠物的跟踪领域，可以提供对老人、小孩及宠物的跟踪、老人、小孩遇到突发事件时的求救等功能。GPS监控的三个要素为：GPS终端、监控平台、传输网络等。
&&& GPS终端
&&& GPS终端是GPS监控系统的前端设备，一般隐秘地安装在各种车辆内或佩带在人或宠物身上，GPS终端设备主要由主CPU、GPS模块、GPRS模块、I/O接口及外围电路组成。
&&& 监控平台
&&& 监控平台是GPS监控的核心，是远程可视指挥和监控管理平台，一旦在车辆上安装GPS监控设备或者在人身上佩带了GPS监控设备，设备上的GPS模块会实时地将车或人的位置信息通过无线网络发送到监控中心，在监控中心的电子地图上可以看到车辆、人或宠物所在的直观位置，监控中心可通过无线网络对车辆、人或宠物进行远程监控，也可对设备进行设置，例如通过下发指令设置上传间隔、远程重启设备等。
&&& 传输网络
&&& 可使用GPRS无线通信网络或CDMA无线通信网络，也可以使用短信方式进行数据传输。2GPS监控系统功能及特点概述&&& GPS监控功能
&&& (1)立即查询
&&& 当监控中心发出立即命令之后，GPS终端及时上传车辆、人或宠物的位置信息(包括经度、纬度、方位角、速度、卫星数等信息)及状态信息。
&&& (2)远程跟踪
&&& 监控中心可在监控软件上对GPS终端进行定时跟踪设置，可设置某一固定时间上传位置信息和状态信息，一旦设置成功，GPS终端将根据监控中心所下发的指令请求及时上传监控中心所需要的信息。
&&& (3)紧急求助
&&& 当司机或者佩带GPS终端的个人遇到特殊情况时，可通过紧急求救按钮向监控中心求救。一旦监控中心接到求救指令，则监控中心工作人员可提供援助或通知警方协助。
&&& (4)历史轨迹回放功能
&&& 在历史轨迹回放中，系统可查看历史信息中在某天车辆、人或宠物处于什么位置，走那条线路。当时的车辆是怎样的状态等等信息;
&&& GPS监控的特点
&&& GPS监控的特点为实时、动态、双向、精确。
&&& GPS监控的应用
&&& GPS监控主要应用车辆调度监控行业，近几年GPS厂家也推出了适合老人、小孩等使用的GPS监控设备，也有公司专门为企业员工开发的调度设备，如快递行业的收件人员可通过GPS监控设备，实时传输所处的位置，便于公司指挥调度。3GPS监控的应用&&& 车载终端
&&& 车载终端设备包括：控制单元(CPU)、显示单元(可选)、GPS、GPS天线、GSM手机(或其他通信模块)、防盗报警器等。主要有防盗报警、导航、
通话等功能。
&&& 无线数据链路
&&& 无线数据传输设备作为基站与各移动目标进行信息交换的枢纽，是整个车辆调度系统中的重要组成部分，其选择方案包括以下几种：Ⅰ、公网设备：GSM、 CDMA
、CDPD(无线数据公网)。Ⅱ、集群通信：如公安上用的350M、800M集群系统。Ⅲ、常规电台：采用专用信道和无线MODEM。
&&& 监控中心
&&& 监控中心的设备组成包括：数据库、监控终端/GIS终端、业务处理终端、前端接入设备。工作人员可通过监控系统监控所有入网移动目标的运动。其关键是相应业务内容的数据库建设、电子地图、以及和业务内容密切相关的应用软件-MIS，以实现车辆调度、监控报警、信息查询等主要功能。4系统组成&&& (1)车载GPS主机
&&& (2)SIM卡
&&& (3)通讯服务器
&&& (4)数据库服务器
&&& (5)管理软件5车辆定位系统&&& 全球定位系统在车辆管理上的应用，被称作车辆定位系统。
&&& GPS车辆管理系统功能简单描述
&&& 1、实时监控：
GPS车辆管理系统应用了移动GPRS为监控数据的载体，真正的实现了对车辆的全天候实时监控(速度、方向等)，监控频率可达到1秒级。
&&& 2、行驶信息管理：
系统可对车辆以往的行驶数据信息进行下载、回放、保存等。
&&& 3、车辆超速报警：
管理员可单独或是设定全部车辆的行驶上下限速度，当车辆行驶速度超过该限制时，系统即会提示车辆超速报警，并伴有声音和窗口弹出窗口提示。
&&& 4、自建图层：管理员可以通过文字和图象在地图上自行标注公司的以及工地的方位;也可以自行构建道路上没有的路线，更好的完善地图来管理车辆。
&&& 5、文字调度管理：管理可通过文字方式向某一辆车或是某一群车辆发送文字调度信息。发送的信息将保存下来，以供日后查证。
&&& 6、超速报警统计：通过系统提供的行驶数据保存功能，在事后可将某车的在某天某日某一段时间的行车数据进行回放，并可生成报表供打应，该功能可作考核用。
&&& 7、行车线路跟踪：可对单独一辆或是全部车辆进行实时记录行驶路线功能，当车辆驶过后就会在地图上划出一条黑线，管理员可直观的看到车辆的行驶路线情况。
&&& 8、区域报警功能：可以设定禁区，当车进入禁区监控处发出警报提醒。定制行驶路线，当驾驶员驶离预定的驾驶路线发出报警。
&&& 10、完善的管理员管理功能：
&&& (1)车辆信息管理可对车辆信息进行查询、统计、增、删、改的维护工作。
&&& (2)可对管理员进行权限分配，实现分级、多级管理。
&&& (3)日志管理，如登陆日志、报警设定、消息发送等进行统计、打印和删除
&&& 11、里程油耗统计：通过系统提供的行驶数据保存功能，可将某车的在某天某日某一段时间的行车公里数及所耗油量，可生成报表供打印，该功能可作参考。
GPS油耗监控曲线形式6GPS定位系统用于导航&&& GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过纪录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到(由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距(PR)：当GPS卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码(简称伪码)发射导航电文。GPS系统使用的伪码一共有两种，分别是民用的C/A码和军用的P(Y)码。C/A码频率
1.023MHz,重复周期一毫秒，码间距1微秒，相当于300m;P码频率10.23MHz，重复周期266.4天，码间距0.1微秒，相当于30m。而Y码是在P码的基础上形成的，保密性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来，以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字码;每三十秒重复一次，每小时更新一次。后两帧共
15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块，其中最重要的则为星历数据。当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。
&&& 可见GPS导航系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。然而，由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步，所以除了用户的三维坐标x、y、z外，还要引进一个&Dt即卫星与接收机之间的时间差作为未知数，然后用4个方程将这4个未知数解出来。所以如果想知道接收机所处的位置，至少要能接收到4个卫星的信号。
&&& GPS接收机可接收到可用于授时的准确至纳秒级的时间信息;用于预报未来几个月内卫星所处概略位置的预报星历;用于计算定位时所需卫星坐标的广播星历，精度为几米至几十米(各个卫星不同，随时变化);以及GPS系统信息，如卫星状况等。
&&& GPS接收机对码的量测就可得到卫星到接收机的距离，由于含有接收机卫星钟的误差及大气传播误差，故称为伪距。对0A码测得的伪距称为UA码伪距，精度约为20米左右，对P码测得的伪距称为P
码伪距，精度约为2米左右。
&&& GPS接收机对收到的卫星信号，进行解码或采用其它技术，将调制在载波上的信息去掉后，就可以恢复载波。严格而言，载波相位应被称为载波拍频相位，它是收到的受多普勒频
移影响的卫星信号载波相位与接收机本机振荡产生信号相位之差。一般在接收机钟确定的历元时刻量测，保持对卫星信号的跟踪，就可记录下相位的变化值，但开始观测时的接收机和卫星振荡器的相位初值是不知道的，起始历元的相位整数也是不知道的，即整周模糊度，只能在数据处理中作为参数解算。相位观测值的精度高至毫米，但前提是解出整周模糊度，因此只有在相对定位、并有一段连续观测值时才能使用相位观测值，而要达到优于米级的定位
精度也只能采用相位观测值。
&&& 按定位方式，GPS定位分为单点定位和相对定位(差分定位)。单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式，它只能采用伪距观测量，可用于车船等的概略导航定位。相对定位(差分定位)是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法，它既可采用伪距观测量也可采用相位观测量，大地测量或工程测量均应采用相位观测值进行相对定位。
&&& 在GPS观测量中包含了卫星和接收机的钟差、大气传播延迟、多路径效应等误差，在定位计算时还要受到卫星广播星历误差的影响，在进行相对定位时大部分公共误差被抵消或削弱，因此定位精度将大大提高，双频接收机可以根据两个频率的观测量抵消大气中电离层误差的主要部分，在精度要求高，接收机间距离较远时(大气有明显差别)，应选用双频接收机。7系统包括三大部分&&& GPS定位系统包括三大部分：空间部分&GPS卫星星座;地面控制部分&地面监控系统;用户设备部分&GPS信号接收机。
&&& GPS卫星星座
&&& GPS工作卫星及其星座 由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成GPS卫星星座，记作(21+3)GPS星座。
24颗卫星均匀分布在6个轨道平面内，轨道倾角为55度，各个轨道平面之间相距60度，
即轨道的升交点赤经各相差60度。每个轨道平面内各颗卫星之间的升交角距相差90度， 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度。
&&& 在两万公里高空的GPS卫星，当地球对恒星来说自转一周时，它们绕地球运行二周，
即绕地球一周的时间为12恒星时。这样，对于地面观测者来说，每天将提前4分钟见到同一颗GPS
卫星。位于地平线以上的卫星颗数随着时间和地点的不同而不同，最少可见到4颗， 最多可见到11颗。在用GPS信号导航定位时，为了结算测站的三维坐标，必须观测4颗
GPS卫星，称为定位星座。这4颗卫星在观测过程中的几何位置分布对定位精度有一定的影响。对于某地某时，甚至不能测得精确的点位坐标，这种时间段叫做
&间隙段&。但这种 时间间隙段是很短暂的，并不影响全球绝大多数地方的全天候、高精度、连续实时牡己蕉ㄎ徊饬俊?GPS工作卫星的编号和试验卫星基本相同。
&&& 地面监控系统
&&& 对于导航定位来说，GPS卫星是一动态已知点。星的位置是依据卫星发射的星历&描述卫星运动及其轨道的
的参数算得的。每颗GPS卫星所播发的星历，是由地面监控系统提供的。卫星上的各种设备是否正常
工作，以及卫星是否一直沿着预定轨道运行，都要由地面设备进行监测和控制。地面监控系统
另一重要作用是保持各颗卫星处于同一时间标准&GPS时间系统。这就需要地面站监测
各颗卫星的时间，求出钟差。然后由地面注入站发给卫星，卫星再由导航电文发给用户设备。 GPS工作卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注入站和五个监测站。
&&& GPS信号接收机
&&& GPS 信号接收机的任务是：能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，
并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理，以便测量出GPS信号从卫星
到接收机天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置，
位置，甚至三维速度和时间。
&&& 静态定位中，GPS接收机在捕获和跟踪GPS卫星的过程中固定不变，接收机高精度
地测量GPS信号的传播时间，利用GPS卫星在轨的已知位置，解算出接收机天线所在位置的
三维坐标。而动态定位则是用GPS接收机测定一个运动物体的运行轨迹。GPS信号接收机 所位于的运动物体叫做载体(如航行中的船舰，空中的飞机，行走的车辆等)。载体上
的GPS接收机天线在跟踪GPS卫星的过程中相对地球而运动，接收机用GPS信号实时地
测得运动载体的状态参数(瞬间三维位置和三维速度)。
&&& 接收机硬件和机内软件以及GPS数据的后处理软件包，构成完整的GPS用户设备。GPS接收机的结构
分为天线单元和接收单元两大部分。对于测地型接收机来说，两个单元一般分成 两个独立的部件，观测时将天线单元安置在测站上，接收单元置于测站附近的适当地方，
用电缆线将两者连接成一个整机。也有的将天线单元和接收单元制作成一个整体，观测时将其安置在测站点上。
&&& GPS接收机一般用蓄电池做电源。同时采用机内机外两种直流电源。设置机内电池的目的
在于更换外电池时不中断连续观测。在用机外电池的过程中，机内电池自动充电。
关机后，机内电池为RAM存储器供电，以防止丢失数据。近几年，国内引进了许多种类型的GPS测地型接收机。各种类型的GPS测地型接收机用于精密相对定位时，其双频接收机精度可达5mm+1PPM.D，单频接收机在一定距离内精度可达
10mm+2PPM.D。用于差分定位其精度可达亚米级至厘米级。 目前，各种类型的GPS接收机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测。GPS和GLONASS
兼容的全球导航定位系统接收机已经问世。
&&& GPS卫星接收机种类很多，根据型号分为测地型、全站型、定时型、手持型、集成型;根据用途分为车载式、船载式、机载式、星载式、弹载式。8GPS导航系统的用途&&& GPS的用途十分广泛﹐举凡需要做地面定位的工作﹐均可利用
GPS来达成。
&&& 【资源调查﹐土地探测】
&&& 例如﹕森林区、山坡地违规开发查报工作。使用GPS可顺利导航至可疑之变异点﹐并直接查询调阅地籍图等相关资料以利研判。
&&& 【导航定位:车辆,航空,航海】
&&& 例如﹕汽车卫星导航系统﹐于美国日本已相当风行﹐我国仍在萌芽阶段。在可预见的未来﹐所有的飞行器将使用GPS做导航的标准设备﹐在飞机起降的时候﹐无须依赖机场地面的导航设备。9GPS定位系统的信号撷取&&& 为了取得接收机的位置，基频的电路有三项主要任务：撷取、追踪、及导航。信号撷取的目的在于判定其可以掌握的卫星数量及卫星号码。为了决定哪一颗卫星是否要先作搜寻，通常会使用卫星搜寻演算法以决定哪一颗卫星有较高的出现机率。在完成信号撷取的程序之后，对于掌握到的卫星其频率以及码相位估测误差通常都不大，不过因为频率及码相位的误差皆非定值，因此接收机必须利用在信号撷取中所获得的资讯作讯号追踪，此程序会进一步改进前述两项估计值的精确度，直到估计值相对稳定下来后，才会把码相位的资讯及已经解调的导航资讯位元输出给后端的导航模组。10全球定位系统的主要特点&&& (1)全天候;
&&& (2) 全球覆盖;
&&& (3)三维定速定时高精度;
&&& (4)快速省时高效率：
&&& (5)应用广泛多功能。11全球定位系统的主要用途&&& (1)陆地应用，主要包括车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、
市政规划控制等;
&&& (2)海洋应用，包括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等;
&&& (3)航空航天应用，包括飞机导航、航空遥
感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。12GPS使用注意事项1.在家不能搜星 　GPS靠直接接收美国GPS卫星信号工作，需要在室外看到天空的地方才能接收到卫星信号，室内不能接收!
　2.电池使用时间短
　所有车载型GPS电池连续使用时间都不长，因车上有点烟器电源，设计者认为没有机会需要长时间用电池待机，电池只做备用，不插电源连续使用一般只有40
分钟～1.5小时，型号不同，使用不同，还会有较大差异。
　需要注意的是汽车点火发动的瞬间，启动电流很大，有冲击烧毁车充保险丝的风险，最好在汽车启动的时候，不要在点烟器上插车充，启动后再连接。 　3.定位不准
　GPS正常平面定位误差在10-20米以内，受到如天气，美国GPS政策等诸多因素影响，有时还会更大。如果地图指示位置没有很准确在路上，原因可能是信号不良导致延滞造成误差，也可能是地图数据偶尔偏差，也有可能是路很宽，所以看起来GPS好像稳定偏移路面。
　4.不能搜星或者搜星慢
　遇到不能搜星或者搜星慢的情况不要着急，请换地点改时间再试试。不要用一两次，或一两天就决定GPS的好坏，由于卫星状态每天都不同，也许同一个地方，上午信号满格，但晚上信号差点。13影响接收卫星信号的因素&&& 1、美国国防部SA卫星讯号干扰。(卫星信号受美国控制，偶尔有可能会中断信号服务)
　2、天气因素。如：太阳黑子、恶劣天气(降低讯号强度，但不影响定位) 　3、电气电磁干扰;遮蔽物下(建筑物里，山谷、峡谷、隧道)
　4、汽车挡风玻璃上的隔热膜、隔热纸、金属成份遮蔽等。(降低讯号强度，但不影响定位) 　时间显示不正常
　GPS上的日期时间是专门用来显示卫星时间的，GPS收到卫星信号才显示正常，没信号时不正常，它不是常用的电子表，不能调整不能保存。 　GPS定位原理
　卫星定位系统共有24颗人造卫星分布在工作6个轨道上运转，每个轨道间互成120度角，使得GPS使用者在任何时间、地点都可接收到卫星信号加以定位。且不受天气的影响(受地形或建筑物遮蔽影响，也就是在室内或公交车上较难收到卫星信号。
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深圳市卫通达电子有限公司，座落于中国改革开放的最前沿，中国电子产品最大的集散
深圳市卫通达电子有限公司成立于2002年，是一家专业从事汽车GPS，GPS车载终端，GPR
深圳市卫通达电子有限公司是自主研发、生产、销售GPS全系列产品为一体的高科技企业
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