页数：36页文件大小：341.7 KB来源： 物流信息技术与应用ppt课件
本课件为课程项目七，先给出 GPS 的定义、主要功能与六项特点，再拆解空间星座、地面监控与信号接收机三部分构成；随后讲清卫星定位的伪距原理、静态与动态、绝对与相对定位方式及接收机种类，最后介绍网络 GPS 的组成与工作流程、GPS 在物流中的应用，以及北斗、伽利略、格洛纳斯三大卫星导航系统。
导入案例：GPS 坐标测定
思考：
项目七 GPS 系统
全球定位系统（Global Positioning System，简称 GPS）是利用空间卫星星座（通信卫星）、地面控制部分及信号接收机，对地球上任何地方的用户都能进行全方位导航和定位的系统，也称为全球卫星定位系统。GPS 最早由美国军方开发使用，用于定时、定位及导航。
目前全球有两个公开的 GPS 系统可以利用：NAVSTAR 系统由美国研制，归美国国防部管理和操作；GLONASS 系统则为俄罗斯所拥有。NAVSTAR 提供了 P 码（精码）和 C/A 码（粗码）两种定位服务，P 码为军方服务，定位精度可达到 3m，C/A 码对社会开放，定位精度可达到 14m。
GPS 的主要功能：
GPS 系统具有高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等特点。
全球定位系统由空间部分（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）三大部分组成。
按目前的方案，全球定位系统的空间部分使用 24 颗（21 颗工作卫星和 3 颗在轨备用卫星组成）高度约 2.02 万 km 的卫星组成卫星星座。
GPS 工作卫星的地面监控部分包括一个主控站、五个监控站和三个数据注入站。
GPS 信号接收机主要由接收机硬件和处理软件组成，用于接收 GPS 卫星发射信号，经信号处理而获得用户位置、速度等信息，再通过数据处理完成导航和定位。
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。
用户到卫星的距离则通过记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。
事实上，接收机往往可以锁住 4 颗以上的卫星。
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 C/A 码测得的伪距称为 C/A 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。
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（大气有明显差别）时，应选用双频接收机。
1.根据定位时接收机的运动状态分类：
2.根据定位模式分类：
说明：源文件第 3、4 条内容完全重复，此处按三种维度合并保留，未删减原分类项，建议对照原课件核对。
网络 GPS 是把 Internet 互联网与 GPS 技术相结合，在互联网界面上显示 GPS 动态跟踪信息，以实现实时监控动态调度的功能。
网络 GPS 系统主要由网上服务平台、用户端设备和车载终端设备三部分组成。
车载终端接收到 GPS 卫星定位数据后，自动计算出自身所处地理位置的坐标，后经 GSM 通信机发送到 GSM 公用数字移动通信网，并通过与物流信息系统连接的 DDN 专线将数据传送到物流信息系统监控平台上。中心处理器根据接收到的坐标数据和其它还原后的数据，与 GIS 系统的电子地图进行比对，并在电子地图上直观地显示车辆实时坐标的准确位置。
各网络 GPS 用户可用自己的权限在网上进行车辆信息的收发、查询等管理工作，在电子地图上掌握车辆和货物的动态信息（位置、状态、行驶速度等），还可以在车辆出现意外时进行紧急救援。
一、GPS 在物流中的应用：1.GPS 在物流运作中的应用
二、网络 GPS 在物流中的应用：网络 GPS 是将 Internet 互联网与 GPS 技术相结合，GPS 定位信息通过国际互联网传递，在互联网界面上显示 GPS 动态跟踪信息，以实现实时监控动态调度功能的一种新的应用方式。
全球导航卫星系统目前包含了美国的 GPS、俄罗斯的 GLONASS 系统、中国的 Compass（北斗）卫星导航系统、欧盟的 Galileo 定位系统。目前应用最广泛的是美国的 GPS。
在未来的 5—10 年，全球导航卫星系统（GNSS）将由 GPS、GLONASS、Compass 和 Galileo 四大系统构成。
一、北斗卫星导航系统
1.概述：北斗卫星导航系统包括北斗一号和北斗二号两代系统，是中国研发的卫星导航系统。北斗卫星导航系统 2011 年 12 月 27 日起提供连续导航定位与授时服务。
2.工作原理：首先由中心控制系统向卫星 I 和卫星 II 同时发送询问信号，经卫星转发器向服务区内的用户广播。用户响应其中一颗卫星的询问信号，并同时向两颗卫星发送响应信号，经卫星转发回中心控制系统。中心控制系统接收并解调用户发来的信号，然后根据用户的申请服务内容进行相应的数据处理。
4.北斗卫星导航系统与 GPS 比较：下表列出两者在七个维度上的差异。
| 比较维度 | 北斗卫星导航系统 | GPS |
|---|---|---|
| 覆盖范围 | 覆盖中国本土的区域导航系统 | 覆盖全球的全天候导航系统，可确保地球上任何地点、任何时间同时观测到 6-9 颗卫星（最多可观测到 11 颗） |
| 卫星数量和轨道特性 | 在地球赤道平面上设置 2 颗地球同步卫星 | 在 6 个轨道平面上设置 24 颗卫星，为准同步轨道 |
| 定位原理 | 主动式双向测距二级导航 | 被动式伪码单向测距三维导航 |
| 定位精度 | 三维定位精度为几十米，授时精度约 100ns | 三维定位精度 P 码已由 16m 提高到 6m，C/A 码已由 25-100m 提高到 12m，授时精度约 20ns |
| 用户容量 | 主动双向测距的询问—应答系统，用户容量受限于系统处理能力 | 单向测距系统，因此用户设备容量是无限的 |
| 生存能力 | 北斗一号对中心控制系统的依赖性明显要大很多 | —（原文未给出对应结论） |
| 实时性 | 实时性差 | —（原文未给出对应结论） |
北斗系统的最大特色，就是有源定位和短报文特色服务，短信服务是北斗导航系统的一大亮点。
说明：原文“生存能力”“实时性”两项仅给出北斗侧结论，GPS 侧按原文空缺处理为“—”，建议对照原课件核对。
5.系统的应用：
二、伽利略定位系统
1.概述：伽利略定位系统（Galileo Positioning System），是欧盟一个正在建造中的卫星定位系统，有“欧洲版 GPS”之称，也是继美国现有的“全球定位系统”（GPS）及俄罗斯的 GLONASS 系统外，第三个可供民用的定位系统，预计将于 2014 年开始运作，并在 2019 年完工。“伽利略”系统将有保障地提供精度为 1m 的定位导航服务。
2.系统组成：下表列出伽利略定位系统的卫星数量、轨道、精度与用途。
| 项目 | 参数 |
|---|---|
| 卫星数量 | 30 颗中高度圆轨道卫星组成，27 颗为工作卫星，3 颗为候补 |
| 轨道 | 高度为 24126 公里，位于 3 个倾角为 56 度的轨道平面内 |
| 精度 | 最高精度小于 1 米 |
| 用途 | 主要为民用 |
3.主要功能：
说明：源文件英文拼写有误（如“open setvice”），已按标准名称校正为 open service。
三、格洛纳斯系统
1.概述：最早开发于苏联时期，后由俄罗斯继续该计划。俄罗斯 1993 年开始独自建立本国的全球卫星导航系统。按计划，该系统将于 2007 年年底之前开始运营，届时只开放俄罗斯境内卫星定位及导航服务。到 2009 年年底前，其服务范围将拓展到全球。该系统主要服务内容包括确定陆地、海上及空中目标的坐标及运动速度信息等。
2.系统组成：系统由卫星星座、地面监测控制站和用户设备三部分组成。
3.GLONASS 系统与 GPS 比较：下表从多址体制、坐标系与时间标准三方面对比两套系统。
| 比较维度 | GLONASS 系统 | GPS |
|---|---|---|
| 卫星发射频率（多址体制） | 采用频分多址体制，卫星靠频率不同来区分，每组频率的伪随机码相同，可防止整个卫星导航系统同时被敌方干扰，抗干扰能力更强 | 卫星信号采用码分多址体制 |
| 坐标系 | 使用苏联地心坐标系（PZ-90） | 使用世界大地坐标系（WGS-84） |
| 时间标准 | 与莫斯科标准时相关联 | 与世界协调时相关联 |
项目小结：本页源文件仅提取到标题，页面主体以图示形式呈现，未提取到可结构化还原的文字。建议对照原课件图片补充本页要点说明。
实训七 高德导航软件实训
【实训任务】
本页为项目七课件的结束致谢页，正文内容为「谢谢！」。
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