页数：55页文件大小：211.7 KB来源： 现代物流信息技术ppt课件
本课件从GPS的概念与发展历程入手，介绍接收机按用途、载波频率、通道数与工作原理的分类及GPS特点功能，讲解卫星星座、地面监控与信号接收机的组成及定位原理，并展开网络GPS的组成、工作流程与物流应用。
本页以图示为主，源文件仅提取到标题「第4章全球卫星定位系统封面」，建议对照原课件图片补充本页要点说明。
本章内容4.1GPS概述4.2 GPS的工作原理4.3网络GPS4.4 GPS在现代物流中的应用本章总结思考题
4.1 GPS概述4.1.1GPS的发展历程4.1.2 GPS的分类4.1.3 GPS的特点与功能
4.1.1 GPS的发展历程全球卫星定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)是由美国国防部开发的一个基于卫星的无线导航系统。GPS利用分布在高度为20200km的6个轨道上的24颗卫星对地面目标的状况进行精确测定，每条轨道上拥有4颗卫星，在地球上任何一点、任何时刻都可以同时接收到来自4颗卫星的信号，卫星所发射的空间轨道信息覆盖整个地球表面。
4.1.1 GPS的发展历程20世纪50年代末，苏联发射了人类第一颗人造地球卫星，美国科学家在对其跟踪研究中，发现了多普勒频移现象，并利用该原理建成了子午卫星导航系统(NavyNavigationSatelliteSystem，NNSS)，又称多普勒卫星导航定位系统。全球卫星定位系统GPS从1973年开始筹建，于1989年发射正式工作卫星，并于1994年全部建成并投入使用。该系统能在全球范围内，向任意多用户提供高精度的、全天候的、连续的、实时的三维测速、三维定位和授时。自1974年以来，GPS计划已经历了方案论证、系统论证、生产实验3个阶段，总投资超过200亿美元。
4.1.1 GPS的发展历程GLONASS全球定位系统NAVSAT导航卫星系统INMARSAT系统GNSS系统伽利略定位系统(Galileo Positioning System)北斗卫星定位系统
本页以图示为主，源文件仅提取到标题「4.1.2 GPS的分类」，建议对照原课件图片补充本页要点说明。
4.2 GPS的工作原理4.2.1GPS的系统组成4.2.2GPS的工作原理4.3.3GPS定位方式
4.2.1GPS的系统组成GPS卫星星座由均匀分布在6个轨道平面上的24颗(其中有3颗备用卫星)高轨道工作卫星构成，每个轨道平面交点的经度相隔60°，轨道平面相对地球赤道的倾角为55°。每条轨道上均匀分布着4颗卫星，相邻轨道之间的卫星彼此成30°，以保证全球均匀覆盖的要求。GPS卫星轨道平均高度约为20200km，运行周期为11个小时零58分钟。因此，地球上同一地点的GPS接收机的上空，每天出现的GPS卫星分布图形相同，只是每天提前约4min。同时，位于地平线以上的卫星数目，随时间和地点的不同而相异，最少有4颗，最多可达11颗。3颗在轨的备用工作卫星相间布置在3个轨道平面中，随时可以根据指令代替发生故障的其他卫星，以保证整个GPS空间星座正常而高效地工作。
4.2.1GPS的系统组成地面控制站是由美国国防部控制，主要工作是追踪及预测GPS卫星、控制GPS卫星状态及轨道偏差、维护整套GPS卫星工作正常。GPS工作卫星的地面监控系统由三部分组成，包括1个主控站、3个注入站和5个监测站。地面监控系统主要用于追踪卫星轨道，根据接收的导航信息计算相对距离、校正数据等，并将这些资料传回主控制站，以便分析。
4.2.2 GPS的工作原理GPS定位采用空间被动式测量原理，即在测站上安置GPS用户接收系统，以各种可能的方式接收GPS卫星系统发送的各类信号，由计算机求解站星关系和测站的三维坐标。GPS的基本定位原理是：卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置，三维方向以及运动速度和时间信息。
本页以图示为主，源文件仅提取到标题「GPS定位原理图」，建议对照原课件图片补充本页要点说明。
4.2.2 GPS的工作原理假设t时刻在地面待测点上安置GPS接收机，可以测定GPS信号到达接收机的时间△t，再加上接收机所接收到的卫星星历等其它数据可以建立以下4个方程式：
4.2.2 GPS的工作原理1．确定卫星的准确位置要确定卫星所处的准确位置，首先要优化设计卫星运行轨道，而且要由检测站通过各种手段连续不断地检测卫星的运行状态，适时发送控制指令，使卫星保持在正确的运行轨道。将正确的运行轨迹编成星历，注入卫星，且经由卫星发送给GPS接收机。正确接收每个卫星的星历，就可确定卫星的准确位置。
4.2.2 GPS的工作原理2．准确测定卫星信号传输时间在设计GPS接收机时，要采取相应措施以提高GPS接收机的精确度。GPS接收机中的时钟，不可能像卫星上那样设置昂贵的铯原子钟，所以就利用测定第4颗卫星，来校准GPS接收机的时钟。如上所述，每测量3颗卫星定位一个点，利用第4颗卫星和前面3颗卫星的组合，可以测得另一些点。
4.3网络GPS4.3.1网络GPS的概念和特点4.3.2网络GPS系统组成4.3.3网络GPS的工作流程
4.3.2网络GPS系统组成1．网上服务平台由提供能为服务的运营商负责运营管理。2．用户端设备用户只需要具备一台可以与互联网连接的普通计算机，当接收服务时，用户通过普通的互联网浏览器使用授权的用户名和口令就可进入服务系统用户界面，从而对所希望监控的移动体编组监控及调度。
4.3.2网络GPS系统组成3．车载终端设备主要由GPS定位信息接收模块及通信模块组成，用来实现监控中心对移动体的跟踪定位与通信。
4.3.3网路GPS的工作流程1.车载单元即GPS接收机在接收到GPS卫星定位数据后，自动计算出自身所处的地理位置的坐标。2.然后经GSM通信机发送到GSM公共数字移动通信网，并通过与物流信息系统连接的DDN专线将数据送到物流信息系统监控平台上。
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4.4 GPS在现代物流中的应用4.4.1 GPS的导航与定位4.4.2 GPS在物流运输中的运用4.4.3网络GPS对物流产业所起的作用
4.4.1 GPS导航与定位导航功能：三维导航是GPS的首要功能，飞机、船舶、地面车辆以及步行者都可以利用导航接收器进行导航。例如，如果你拥有一台GPS接收机，你就再也不用为外出可能迷路的问题而烦恼，它可以指出你所在的准确的地理位置。
4.4.1 GPS的导航与定位在航海的应用中，卫星技术用于船舶海上导航最早可以追溯到20世纪60年代的第一代卫星导航系统TRANSIT，这种卫星导航系统最初设计主要服务于极区，不能连续导航，其定位的时间间隔随纬度而变化，主要用于二维导航。GPS的出现克服了TRANSIT卫星NAVARS系统的局限性，不仅精度高、可连续导航、有很强的抗干扰能力；而且能提供七维的时空位置速度信息。
4.4.1 GPS的导航与定位航空飞行用的GPS可以说是功能最复杂的，它非常详细地提供各机场的详尽资料，广泛应用于地面监视和管理、航路导航飞行试验与测试、飞机着陆等各个方面。例如，计算机中存储飞行地区地形高度变化的电子地图。利用GPS接收机即时计算出飞机飞行高度，与电子地图结合就能计算出这架飞机的飞行高度，一旦飞机离一座山太近，计算机将向驾驶员发出警告。
4.4.1 GPS的导航与定位汽车导航系统是在GPS基础上发展起来的一项新型技术。GPS接收机接收GPS卫星信号(3颗以上)，求出车辆所在地理位置的经、纬度坐标，再利用地图匹配技术，将汽车的位置和CD-ROM中存储的道路数据等信息相结合，LCD显示器就可显示汽车在电子地图中的具体位置。司机驾驶安装了GPS车辆导航系统的汽车，只要通过车前的显示器触摸屏输入需要到达的目的地，显示器上即可出现标有本车位置和行使最佳路线的电子地图。
4.4.1 GPS的导航与定位定位功能：GPS是当今世界上精度最高的一种卫星的无线电定位测量系统，可以全天侯在全球范围内为固定目标和移动目标连续提供高精度的位置定位信息。有些高度精确的GPS接收系统可以即时得到公分级的测量精度。因此GPS技术在土地测绘、建筑测量、工程测绘等领域有广泛的应用前景。同样，GPS技术也应用于特大桥梁、隧道的控制测量中，如在江阴长江大桥的建设中，首先用常规方法建立了高精度边角网，然后利用GPS对该网进行检测，GPS检测网达到了毫米级精度，由于速度快、精度高，因此具有明显的经济和社会效益。
4.4.2 GPS在物流运输中的应用1．车辆跟踪车辆跟踪监控系统是集GPS、GIS和现代通信技术于一身的高科技系统。其主要功能是对移动车辆进行实时动态跟踪，利用无线通信设备将目标的位置和其他信息传送至主控中心，在主控中心进行地图匹配后显示在监视器上。利用GPS和电子地图可以实时显示出车辆的实际位置，并跟随目标移动，使目标始终保持在屏幕上；还可实现多窗口、多车辆、多屏幕同时跟踪。
4.4.2交通运输功能2．信息查询GPS的信息查询功能为用户提供主要物标，如道路的准确位置、沿路设施、旅游景点、宾馆等数据库，用户能够在电子地图上根据需要进行查询。通过查询可实时地从电子地图上直观地了解运输车辆所处的地理位置，以及经度、纬度、速度等数据，还可以查询到行车的路线、时间、里程等信息。系统可自动将车辆发送的数据与预设的数据进行比较，对发生的较大偏差进行报告，从而使后方管理人员轻松准确地掌握公司的运输作业。
4.4.2交通运输功能3．话务指挥监控中心可监视车辆的运行状况，对系统内的所有车辆进行动态调度管理，通过实施车辆调度，可提高车辆的实载率，有效地减少车辆的空驶率，从而降低运输成本，提高运输效率。
4.4.2交通运输功能4．紧急援助及事故处理通过GPS定位和监控管理系统可以对遇有险情或发生事故的车辆进行紧急援助。监控台的电子地图显示求助信息和报警目标，并以报警声光提醒值班人员进行应急处理。
4.4.3网络GPS对物流产业所起的作用1．实时监控在任意时刻通过发出指令查询运输工具所在的地理位置（经度、维度、速度等信息）并在电子地图上直观地显示出来。
4.4.3网络GPS对物流产业所起的作用2．双向通讯功能网络GPS的用户可以使用GSM的话音功能与司机进行通话或使用本系统安装在运输工具上的移动设备的汉字液晶显示终端进行汉字消息收发对话。驾驶员通过按下相应的服务、动作键，将该信息反馈到网络GPS，质量监督员可在网络GPS工作站的显示屏上确认其工作的正确性，了解并控制整个运输作业的准确性（发车时间、到货时间、卸货时间、返回时间等）。
4.4.3网络GPS对物流产业所起的作用3．动态调度功能调度人员能在任意时刻通过调度中心发出文字调度指令，并得到确认信息。可进行运输工具待命计划管理，操作人员通过在途信息的反馈，运输工具未返回车队前即做好待命计划，可提前下达运输任务，减少等待时间，加快运输工具周转速度。
4.4.3网络GPS对物流产业所起的作用4．运输管理将运输工具的运能信息、维修记录信息、车辆运行状况登记处、司机人员信息、运输工具的在途信息等多种信息提供给调度部门决策，以提高正确率，尽量减少空车时间和空车距离，充分利用运输工具的性能。
4.4.3网络GPS对物流产业所起的作用5．数据存储、分析功能要实现路线规划及路线优化，须事先规划车辆的运行路线、运行区域及何时应该到达什么地方等，并将该信息记录在数据库中，以备以后查询、分析使用。可靠性分析：汇报运输工具的运行状态，了解运输工具是否需要较大的修理，预先做好修理计划，计算运输工具的运行状态，了解运输工具是否需要较大的修理，预先做好修理计划，计算运输工具平均每天的差错时间，动态衡量该型号车辆的性能价格比。
4.4.3网络GPS对物流产业所起的作用6．服务质量跟踪在中心设立服务器，并将车辆的有关信息（运行状态、在途信息、位置信息等用户关心的信息）让有该权限的用户能异地方便地获取自己需要的信息。同时还可以对客户索取信息中的位置信息用相对应的地图传送过去，并将运输工具的历史轨迹印在上面，是该信息更加形象化。
本章总结全球卫星定位系统是由美国国防部开发的一个基于卫星的无线导航系统。GPS系统由GPS卫星星座(空间部分)、地面监控系统(地面监控部分)和GPS信号接收机(用户设备部分)组成，它能对静态、动态对象进行动态空间信息的获取，快速、精度均匀、不受天气和时间限制地反馈空间信息。GPS定位采用空间被动式测量原理，即卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息。
本章总结网络GPS是由网络GPS就是指在互联网上建立起来的一个公共GPS监控平台，它同时融合了卫星定位技术、GSM数字移动通信技术以及国际互联网技术等多种目前世界上先进的科技成果。网络GPS系统由三部分组成即：网上服务平台，用户端设备，车载终端设备。在现代物流管理中，GPS广泛应用于导航、交通运输、定位测量等方面，提高了物流管理的效率。
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