GPS原理及长城解决方案.ppt

导 航 原 理 长 城 解 决 方 案 引 擎 地 图,2007 Jan 07,2,导 航 原 理,3,GPS单点定位原理,(时钟、钟差等等),(x,y,z),接收器收到某颗GPS卫星时钟和钟差等信息 将接受的时钟和钟差转换为相对距离 R=电波传播时间*光速 相对距离转换为接收器的相对位置 R2=(X-x) 2 +(Y-y) 2+(Z-z) 2+(tc) 2,4,GPS单点定位原理,从多个卫星获得相对距离，校准当前位置 四个方程解四个未知数：观测四颗以上卫星才能求出三维坐标（经度、纬度、高度，但通常高度都不准确）,5,卫星定位系统种类,美国的GPS系统 俄罗斯的GLONASS系统 欧洲空间局的Galileo系统 中国的双卫星导航系统 国际民航组织（ICAO)的GNSS 欧洲空间局的NAVSAT 国际海事卫星（INMASAT) SLR和VLBI,6,美国的GPS,GPS - 全球卫星系统 (Global Positioning System )，目前民用最多的系统 美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，1994年完成，耗资200亿美金,7,GPS发展历程,1973年1979年,方案论证 设计阶段,四颗试验卫星,研制地面接收机 建立地面跟踪网,第一阶段,第二阶段,第三阶段,1979年1984年,全面试验 试验阶段,七颗试验卫星,研制多用途接收机 精度超过设计标准,1989年1993年,组网阶段,21加3,更换失效卫星,目的,卫星数,耗时,阶段名,8,GPS发展历程,卫星上原子钟的时间准确度决定了接收器的位置精度,9,GPS系统的组成,21颗工作卫星 3颗备用卫星,1个主控站，3个注入站，5个监测站,空间部分,地面系统,接收器，处理软件,用户设备,10,GPS地面系统,监测跟踪站 科罗拉多斯普林斯、阿森松岛、迭戈加西亚、夸贾林、夏威夷,跟踪、观测,主控站 数据处理，计算星历和钟差等参数,动态数据,星历和钟差等参数 控制指令,注入给每颗卫星 每天注入3次,注入站,11,GPS卫星星座,星座卫星颗数: 24（21+3） 轨道面数: 6 轨道倾角: 55 轨道高度: 20,183公里 运行周期: 11小时58分 载波频率(Mhz): L1:1575.42, L2:1224.60 调制码: 伪随机噪声码: C/A, P 应用： 导航、测量、时频服务,12,GPS卫星讯息组成,在L1上所搭载的卫星讯息以讯框（Frame）为单位，每个讯框为1500 bits，其下又分为五个子讯框（Sub-Frame）,13,GPS卫星讯息组成,对于一个不具任何有效定位资料的GPS终端来说，最重要的是要收齐四颗卫星个别的广播星历及卫星时间资料，才能正确的计算定位。 由于卫星是以50 bit/s(bps)的速率来发射讯号，因此同步收齐四颗卫星一个完整讯框资料的时间，至少需要30秒（即1500bit/ 50bps）,14,俄罗斯的GLONASS,全球导航系统（Global Navigation Satellite System），简称GLONASS 前苏联总结第一代卫星导航系统CICADA的基础，吸收了美国GPS系统的部分经验 自1982年10月12日开始，于1996年1月18日完成设计卫星数（24颗），并开始整体运行 GLONASS在系统组成与工作原理上与GPS十分相似，也分为空间卫星、地面监控和用户设备3部分,15,欧洲- Galileo,防止美国的霸权侵犯，也结束美国的GPS独霸天下的局面 俄罗斯目前没有财力维持GLONASS的完全运作 欧洲在2002年确定建设GALIEO系统，并计划2010年投入运营 “伽利略”为地面用户提供3种信号：免费使用的信号、加密且需交费使用的信号、加密且需满足更高要求的信号 它能够与美国的GPS、俄罗斯的GLONASS系统实现多系统内的相互兼容,16,GPS/Glonass/Galieo,17,中国的“北斗”,“北斗一号”系统是我国自行研制和建立的一种区域卫星导航定位通信系统，又称“双星定位”系统或“北斗一号”系统。 主要是利用两颗地球同步卫星来测量地球表面和空中的各种用户的位置，并同时兼有双向报文通信和授时的功能。 该系统集测量技术、定位技术、数字通信和扩频技术为一体，是一种全天候的覆盖我国及周边国家和地区的区域性卫星导航、定位、通信系统。 随着2003年5月25日“北斗一号”系统的第3颗卫星成功发射升空，“北斗一号”系统已经开始全面为各种用户提供稳定和可靠的应用。 但仅限在中国使用,18,影响定位的几个因素,空间星座的误差 GPS卫星钟差 GPS卫星轨道差 人为因素 主要是SA政策、微波发射装置等GPS信号干扰器等等,19,影响定位的几个因素,环境因素 大气层（电离层和对流层对GPS信号的延迟） 多径效应（经过其他表面反射到接收机天线中的GPS信号） 当前可见GPS卫星数量 当前可见GPS卫星的几何分布 运动过程中可接收GPS信号的变化，例如，从1234卫星，迅速转变为5678卫星，误差瞬间值很高 强电流、强磁场位置干扰 下雪天，固体雪花反射影响定位精度,20,长 城 解 决 方 案,21,GPS方案,22,Motorola/Samsung,正常双线程处理（导航软件浮点运算）仅需要200 Mhz 国内大部分导航软件在贴图和路径规划上必须 300Mhz 价差几乎相同,23,Supa GPS 模块,SiRF-III+正翰独家开发的Turbo RF Receiver技术，提供最精准的卫星定位系统（独家开发的 SR运算程式，用折点原理加速运算效率） 配合优势的导航引擎，大大提高搜索速度及加强了智能查询功能，操作简单,24,GPS认知的误区,搜星越快越好 接收模块的灵敏度 快可以加速定位，但容易出现飘逸，所以必须取其最佳值 最好的处理方式：在不被飘逸的情况下，最大化的加快定位速度 搜星越多越好 设备能同时接收到可控范围内所有卫星 但导航软件并不能马上处理下传的资料 最佳处理方式：在导航软件最大化的处理情况下，给予其数据,25,GPS认知的误区,地图容量越大越好 容量最大的不是POI点的描述，而是道路的描述 优秀的导航软件，对道路描述用很少的点即可，普通的导航软件必须用很多的点来描述 导航界面的POI点的呈现同样 金属机身增加搜星效果 在天线上方的金属能屏蔽或干扰卫星信号的接收 就目前的技术无法，GPS无法做到全金属外壳，至少天线上部是树胶或橡皮材质 天线面积决定产品厚度（除非外置天线）,26,地 图,27,地图分析,28,主流地图分析,29,导 航 引 擎,30,PapaGO,台湾PapaGO来到中国，商标被抢注，成为“趴趴走” 台湾出货，整体（PND、PDA、车机等）排名第一，按PND排第二（Mio Map第一） 1999年开始配合车厂完成车机导航引擎 技术能力及产品涵盖区域，排全球第四（荷兰TomTom、美国Garmin、匈牙利Igo、台湾PapaGO）,31,界面 简单易懂的使用者界面，导航界面的上下屏幕菜单功能 逼真3D画面，最精确导航及最新功能带您上路！配合6种导航界面（3D为主2D路口放大，3D为主辅助路口清单， 2D为主2D路口放大， 2D为主辅助路口清单，纯2D,纯3D） 情境自动关联，直觉的快捷点按式导航选单 直觉大按钮姆指选单美观华丽的地图显示，更宽更远的全新视野 舒适阅读的高速/快速公路行车信息、交流道拟真广告牌 查询数据距离显示，查询预览创新功能,PapaGO,32,输入 新一代的高速数据检索引擎，快速全文检索/道路编号检索(国内独创全国不分区模糊查询POI) 全新文字输入方式，是您输入文字时最佳的小帮手！ 完整的全屏幕 手写/快拼/注音快拼输入单元 快拼动态预测查询数据笔数 自建地标排序与筛选功能,PapaGO,33,PapaGO,导航： 人性化路径规划选项功能,不绕路 路径规划智能学习驾驶习惯-专利SmartLearning技术 行车计算机与行驶轨距纪录显示功能 手动路径规划回避前方壅塞路段功能 普通话、粤语、闽南语、英文真人发音语音导航,34,销 售 注 意 事 项,35,连续2年台湾出货排行第一的“趴趴走”导航引擎，搭配2007最新版专业车载地图 1、全国31个省，980个城市地图 2、最多支持500万个兴趣点，吃喝玩乐一指搞定 3、内置100，000