GPS测量原理及应用5-GPS卫星定位基本原理课件

第五章GPS卫星定位基本原理

详细介绍利用GPS进行伪距测量和载波相位测量的原理。并介绍GPS绝对定位和相对定位的方法。2023/7/201§1GPS定位的方法2023/7/202一、概述1、定位原理：测距交会2、进行定位的两个条件：测距信号导航电文利用测距信号确定站星距离利用导航电文确定卫星位置GPS定位的方法与观测量>概述2023/7/203一、概述一个站星距离测站位于以卫星为球心，站星距离为半径的球面上GPS定位的方法与观测量>概述2023/7/204一、概述两个站星距离作两个球面两个球面相交为圆测站位于圆圈上GPS定位的方法与观测量>概述2023/7/205一、概述三个站星距离作三个球面三个球面两两相交于两点测站位于其中一点GPS定位的方法与观测量>概述2023/7/206一、概述GPS单点定位方法的实质是空间距离后方交会一个站星距离=球面两个站星距离=圆三个站星距离=两点三个站星距离+地球=一点GPS定位的方法与观测量>概述2023/7/207一、概述GPS定位的方法与观测量>概述2023/7/208二、定位方法的分类1、按照参考点的不同位置分：绝对定位（单点定位）相对定位2、按用户接收机在作业中所处状态分：静态定位动态定位另外在绝对定位和相对定位中，又都包含静态与动态两种形式。GPS定位的方法与观测量>定位方法的分类2023/7/209二、定位方法的分类3、按照测距原理分：伪距法定位载波相位测量定位GPS定位的方法与观测量>定位方法的分类2023/7/2010§2伪距测量2023/7/2011伪距法定位是导航及低精度测量中所用的一种定位方法。它具有速度快、无多值性问题等优点，其精度已足以满足部分用户的需要。同时，在进行载波相位测量时，精确的伪距测量资料也是极有用的辅助资料，有助于解决整周模糊度等问题。2023/7/2012一、伪距测量1.如何进行伪距测量？测距码复制码时间延迟自相关系数伪距2023/7/2013（1）为什么要用码相关法测定伪距？测距码看起来是杂乱无章的，其实是按照某一规律编排的，每个码都对应着某一特定的时间。为什么不用测距码的某一个标志来进行伪距测量呢？每个码在产生的过程中都带有误差，信号经过长距离传送后也会产生变形，因而根据某一标志来进行量测会带来较大误差。2023/7/2014码相关技术R（t）=max，误差：产生码、传送码的变形参加比对的n个标志的传播时间的平均值。优点：提高精度，消除随机误差。2023/7/2015（2）自相关系数的测定根据乘法原则，两个幅度为±1的矩形波相乘后，仍然得到一个幅度为±1的矩形波。因此，测距码与复制码的自相关系数可以由下式表示：2023/7/2016从上面的讨论可以看出（1）将接收到的来自卫星的测距码和延迟后的由接收机所产生的复制码相乘，并在某一时间间隔T（T≥t0）中进行积分，积分平均值即为R（t）。（2）不断调整接收机延迟时间至R（t）最大即可得到信号传播时间。2023/7/2017（3）如果R（t）值的最大值和最小值相差△，而R（t）的分辨率是△/M，则两个码序列对齐的精度可达△/M个码位，目前M的实际值为50-200。（4）测距码为周期性序列，因而自相关系数也具有相同的周期。理论上仍会有多值问题。2023/7/20182、用测距码测定伪距的原因1、易于将微弱的卫星信号提取出来2、可提高测距精度3、便于用码分多址技术对卫星信号进行识别和处理4、便于对系统进行控制和管理2023/7/20193.伪距测量的观测方程观测值几何距离观测值与几何距离间的关系2023/7/2020假设几个时间参数：信号发射瞬间卫星钟的读数：ta但ta对应正确的标准时应为：τa信号在正确的标准时τb到达接收机接收机钟读得的读数为：Tb卫星钟改正数：V

ta接收机钟改正数：V

Tb2023/7/2021二伪距定位1定位原理如果卫星钟和接收机钟改正数都精确已知，那么测定了伪距，就等于测定了几何距离。精确已知任一观测瞬间的时钟改正数只有对稳定度特别好的原子钟才有可能实现。接收机钟改正数的解决方法2023/7/20222计算方法线性化列出误差方程最小二乘原理求解2023/7/2023三特殊情况下的定位加权约束解：不减少观测值的数量，而在求解时给“已知参数”以适当的权。允许该参数在“已知值”附近作微小变动，则能加强解的强度，获得较精确的结果。高程约束解时间约束解2023/7/2024§3载波相位测量2023/7/2025一、概述为了满足高精度定位的需要测距码伪距测量是全球定位系统的基本测距方法。测距精度：C/A码：2.93m

Ｐ码：0.293m载波：λL1=19cm，λL2=24cm测距精度：1-2mm载波相位测量>概述2023/7/2026一、概述发自卫星的电磁波信号：信号量测精度优于波长的1/100载波波长（L1=19cm,L2=24cm)比C/A码波长(C/A=293m)短得多所以，GPS测量采用载波相位观测值可以获得比伪距（C/A码或P码）定位高得多的成果精度L1载波C/A码P-码

p=29.3

m

L2=24

cm

L1=19c

m

C/A=293

m载波相位测量>概述2023/7/2027一、概述重建载波：在GPS信号中，由于已用相位调整的方法在载波上调制了测距码和导航电文，因而接收到的载波的相位已不再连续，所以在进行载波相位测量之前，首先要进行解调工作，设法将调制在载波上的测距码和卫星电文去掉，重新获取载波，这一工作称为重建载波。载波相位测量>概述2023/7/2028两种方法：码相关法：接收机能够产生结构完全相同的测距码。平方法：波形自乘。2023/7/2029二、载波相位测量原理观测量包括两个部分：相位差的小数部分累计的整周数载波相位测量>载波相位测量原理kSj(t0)Sj(ti)N0N0INT(φi)△φi△φ０2023/7/2030从上面的讨论可以看出：1载波相位测量的实际观测值由整周部分和不足整周部分组成。首次观测值中整周部分为0，其余各次观测值中整周部分可为正整数，也可为负整数。2只要接收机能保持对卫星信号的连续跟踪而不失锁，那么在每个载波相位测量观测值中都含有相同的整周未知数N0，也就是说，每个完整的载波相位观测值φ=N0+φ’=N0+int（φ

）+Fr（φ

）2023/7/20313如果由于某种原因（例如卫星信号被障碍物挡住而暂时中断）使计数器无法连续计数，那么信号被重新跟踪后，整周计数中将丢失某一量而变得不正确。而不足一整周的部分Fr（φ

）由于是一个瞬时量测值，因而仍是正确的。这种现象叫做整周跳变（周跳）或（丢失整周）。周跳是数据处理中令人感到头痛的问题之一。2023/7/2032三、载波相位测量的观测方程与伪距观测方程相比，主要有三点不同：一是增加了整周未知数参数；二是电离层产生的信号延迟符号相反(伪距滞后，相位超前)；三是相位观测值噪声远小于伪距的观测噪声

载波相位测量>载波相位测量的观测方程2023/7/2033三、载波相位测量的观测方程载波相位测量>载波相位测量的观测方程2023/7/2034四、整周未知数的确定载波相位测量>整周未知数的确定Time(0)AmbiguityTime(i)AmbiguityCountedCyclesPhaseMeasurement1、载波相位观测值的组成2023/7/2035四、整周未知数的确定载波相位测量>整周未知数的确定测站对某一卫星的载波相位观测值由三部分组成（1）初始整周未知数n；（2）t0至ti时刻的整周记数Ci；（3）相位尾数

i

如果信号没有失锁，则每一个观测值包含同一个初始整周未知数n

为了利用载波相位进行定位，必须先解算出初始整周未知数，取得总观测值n+Ci+

i2023/7/2036四、整周未知数的确定载波相位测量>整周未知数的确定m精度1.000.100.01整周未知数确定后整周未知数确定前00308025时间（分）2、初始整周未知数的确定与定位精度的关系2023/7/2037四、整周未知数的确定载波相位测量>整周未知数的确定如果无法准确解出初始整周未知数，则定位精度难以优于±1m随着初始整周未知数解算精度的提高，定位精度也相应提高一旦初始整周未知数精确获得，定位精度不再随时间延长而提高经典静态定位需要30-80分钟观测才能求定初始整周未知数，快速静态定位将这个过程缩短到2-5分钟2023/7/2038四、整周未知数的确定载波相位测量>整周未知数的确定3、整周未知数的确定方法

(1)伪距法

(2)经典方法整数解实数解(3)多普勒法2023/7/2039(4)走走停停法（goandstop）基本思想：既然在保持连续跟踪的所有载波相位观测值中都含有同样的整周未知数，那么只要首先设法确定这些整周未知数，并在随后的的迁站过程中继续保持对卫星的跟踪，当接收机到达新的测站就不需要再确定整周未知数了，这样在新点上只需进行1~2分钟的观测便可精确确定极限向量。2023/7/2040（5）两次设站法只需要在观测时间的开始和结束处有少量观测值，就足以把整周未知数固定为整数值。只需在每个待定点待上几分钟，过1~2个小时后再依次在每个待定点上观测几分钟就行，在此期间无需对卫星的连续跟踪。2023/7/2041(6)快速确定整周未知数法利用双频接收机只需观测一分钟便能成功地确定整周未知数。利用单频接收机观测7~8颗卫星也能在几分钟时间内确定整周未知数。2023/7/2042思考题1.简述对流层和电离层对电磁波传播影响各有什么特点。2.什么是伪随机噪声码？3.自相关系数是如何定义的？4.C/A码和P码有什么区别？5.导航电文有哪些内容？6.GPS卫星信号是如何调制的？通常有哪些方法对GPS信号进行解调？7.什么是GPS天线的几何中心和平均相位中心？2023/7/20438.GPS接收机按工作原理可分为哪几种类型？9.简述GPS定位的不同类型。10.什么是伪距？伪距测量的原理和观测方程各是什么？11.载波相位测量原理是什么？12.什么是整周跳变？什么是整周模糊度？13.简述整周模糊度的解算方法。2023/7/2044§4整周跳变的修复2023/7/2045一、概述

前面已经介绍，测站对某一卫星的载波相位观测值由三部分组成（1）初始整周未知数N0；（2）t0至ti时刻的整周记数INT()；（3）相位尾数Fr()

若接收机继续跟踪卫星信号，就可以不断地测定△φ(ti)，并且利用整波计数器Int(φi)记录由t0到ti时间内的整周变化。φkj=N0+Int(φi)+△φ(ti)整周跳变的修复>概述2023/7/2046二、周跳的概念周跳： 卫星信号受阻、计数器无法连续计数，整周计数不正确，称为周跳。但不足一整周的相位观测值仍然正确。 所以，利用载波相位观测值进行定位，精度要比码相位测量定位精度高，只是要解决整周模糊度和周跳修复问题。

整周跳变的修复>周跳的概念2023/7/2047周跳产生的原因：卫星信号被某些障碍物暂时中断；仪器线路出现瞬间故障，使仪器基准信号无法与卫星信号产生混频，或产生了混频但无法正确计数；外界干扰或接收机所处动态条件恶劣，从而无法锁定信号；2023/7/2048整周跳变的探测及修复：如果能探测出在何时发生了整周跳变并求出丢失的整周数的话，就有可能对中断后的整周计数进行改正，将其恢复为正确的计数，使这部分观测值仍可照常使用。2023/7/2049发生整周跳变后的整周计数可以从中断处继续向后计数，也可以归零后重新计数或从任意一个整数重新开始计数，这取决于接收机的类型及产生周跳时的具体情况。2023/7/2050三、修复周跳的方法修复周跳的方法：屏幕扫描法观测值中出现整周跳变后，相位观测值的变化率就不再连续。整周跳变的修复>修复周跳的方法2023/7/2051用高次差或多项式拟合法

2023/7/2052序号iInt

＋Fr一次差二次差三次差四次差30464623.158131475333.225111210.067232487441.978411608.7531398.685933499450.545512008.5671399.81401.128134511861.433812410.8883402.32122.50721.379135524676.571012815.1372404.24891.9277-0.579636537898.848713222.2777407.14052.89160.963937551530.886413632.0377409.76002.6195-0.272138565574.881714043.9951411.95762.1976-0.42192023/7/2053序号iInt

＋Fr一次差二次差三次差四次差30464623.158131475333.225111210.067232487441.978411608.7531398.685933499450.545512008.5671399.81401.128134511861.433812410.8883402.32122.50721.379135524576.5710*12715.1372*304.2489*-98.0723*-100.5795*36537798.8487*13222.2777507.1405*202.8916*300.9639*37551430.8864*13632.0377409.7600-97.3805*-300.2721*38565474.8817*14043.9951411.95762.197699.5781*2023/7/2054曲线拟合：为便于计算机运算，将n个载波观测值拟合成一个n阶多项式，以此来估计下一个拟合值与观测值之差，从而发现周跳。2023/7/2055在卫星间求差法由于每一瞬间要对多颗卫星进行观测，因而在每颗卫星的载波相位观测值中，所受到的接收机振荡器的随机误差的影响是相同的。2023/7/2056序号（四次差）SV6SV8SV11SV6-SV8SV6-SV11SV8-SV11100-2.65-2.87-2.540.22-0.11-0.33101-0.120.080.02-0.20-0.14+0.061021.131.241.01-0.09+0.12+0.23103-1.00-1.25-0.92+0.25-0.08-0.33104-0.05*1.200.79-1.25*-0.84*+0.41105+0.54*-2.31-2.63-2.85*-3.19*+0.32106*+0.63*+3.71+3.56-3.08*-2.93*+0.151070.62*-1.46-1.71+0.84*+1.09*+0.251082.141.85+2.08+0.29+0.06-0.231090.140.01-0.05+0.13+0.19+0.062023/7/2057用双频观测值修复周跳2023/7/2058根据平差后的残差发现和修复整周跳变经过上述修复改正后，观测值中仍可能存在一些未被发现的小周跳。有周跳的观测值残差会很大。2023/7/20592023/7/2060§5载波相位测量的线性组合一概述载波相位测量的基本方程中包含了两种不同类型的未知参数：一种是我们想要的。如测站坐标（X,Y,Z）等，称为必要参数；另一种是我们不太感兴趣的参数，例如：观测瞬间接收机钟的钟差，观测瞬间信号的电离层延迟等，称为多余参数。2023/7/2061多余参数：对其进行约束求差法在接收机间求差在卫星间求差在历元间求差2023/7/2062二在接收机间求一次差1可以消除卫星钟误差的影响2可以大大削弱卫星星历误差3大大削弱对流层和电离层折射的影响。短距离内即使使用单频接收机且不加电离层折射改正，仍可获得较高精度。2023/7/2063值得注意的是：1上述结论针对相对定位而言2非差法也可获得同样的精度。高精度的相对位置是由于两站误差相关，而非求差这一数学处理而造成的。2023/7/2064三在接收机和卫星间求二次差可消除接收机钟差与非差法的比较：非差法中接收机的钟差是一个较难处理的问题。用多项式模拟效果不理想。2023/7/2065四在接收机、卫星、历元间求三次差可消除整周未知数但精度不是很高，通常作为初次解，协助解决整周未知数和整周跳变等问题。2023/7/2066历元两站共同观测的卫星二次差三次差三次差的个数t1S2,S3,S4,S5,S6(S3-S2),(S4-S2),(S5-S2),(S6-S2)t2S2,S3,S4,S5(S3-S2),(S4-S2),(S5-S2)(S3-S2),(S4-S2),(S5-S2)3t3S2,S3,S4,S5(S3-S2),(S4-S2),(S5-S2)(S3-S2),(S4-S2),(S5-S2)3t4S1,S3,S4(S3-S1),(S4-S3),(S4-S3)12023/7/2067五求差法与非差法的比较求差法的缺点1数据利用率低。许多好的观测值因与之配对的数据出现了问题而无法被利用。求差次数越多，丢失的数据就越多。2在接收机间求差之后，会引进基线矢量而不是位置矢量作为基本未知数，这是一个新的复杂的概念，在多台接收机进行网定位时较难处理。2023/7/20683求差后会出现观测值的相关性问题，增加计算工作量。4采用求差时多余参数已消去，因此难以对这些参数做进一步研究。5某些情况下难以求差，如两站的数据输出率不相同时。2023/7/2069六两个载波（L1，L2）观测值间的线性组合前面介绍的是同一载波观测值之间求差以形成单差观测值、双差观测值、三差观测值，其目的是为了消除卫星钟误差、接收机钟误差和整周未知数等多余参数。现在来讨论两个载波观测值间进行线性组合的问题。2023/7/2070线性组合观测值应符合下列标准：

1应能保持整周模糊度的整数性。

2具有适当的波长

3应不受或基本不受电离层折射的影响。

4具有较小的测量噪声。2023/7/2071常用的线性组合宽巷窄巷无电离层折射2023/7/2072§6

GPS绝对定位与相对定位2023/7/2073一、概述绝对定位——单点定位

WGS-84坐标静态定位：米级精度动态定位：10-40米精度相对定位相对坐标差静态定位：精度mm级动态定位：精度cm级绝对定位与相对定位>概述2023/7/2074二、静态绝对定位1、绝对定位的概念绝对定位，也叫单点定位，通常是指在协议地球坐标系中，直接确定观测站相对于坐标系原点（地球质心）绝对坐标的一种定位方法。绝对定位与相对定位>静态绝对定位2023/7/2075二、静态绝对定位2、静态绝对定位接收机天线处于静止状态下，确定观测站点坐标的方法称为静态绝对定位。绝对定位与相对定位>静态绝对定位2023/7/20763伪距方程的线性化2023/7/2077二、静态绝对定位4绝对定位精度的评价：1.平面位置精度因子：HDOP2.高程精度因子：VDOP3.空间位置精度因子：PDOP4.接收机钟差精度因子：TDOP5.几何精度因子：GDOP绝对定位与相对定位>静态绝对定位2023/7/2078卫星分布的几何图形对精度因子的影响几何精度因子与六面体体积的倒数成正比2023/7/2079三、静态相对定位相对定位是用两台或两台以上GPS接收机分别安置在不同的测站上，同步观测相同的GPS卫星，以确定基线端点的相对位置或基线向量。绝对定位与相对定位>静态相对定位2023/7/2080静态相对定位：设置在基线端点的接收机是固定不动的，这样便可能通过连续观测，取得充分的多余观测数据，以改善定位的精度。静态相对定位，一般采用载波相位观测值为基本观测量。这一定位是当前GPS定位中精度最高的一种方法，广泛应用于工程测量、大地测量和地球动力学研究等工作。2023/7/2081三、静态相对定位利用不同观测值的线性组合（求差）进行相对定位，有单差、双差、三差。求差过程可以有效地消除或减弱相关误差的影响，从而提高相对定位的精度。绝对定位与相对定位>静态相对定位2023/7/2082§7

差分GPS定位原理2023/7/2083一、差分的基本概念观测值之间求差，消除公共误差，以提高定位精度。1、在一个测站上对两个观测目标观测,将观测值求差;2、在两个测站上对同一观测目标观测,将观测值求差;3、在一个测站上对同一观测目标两次观测求差。差分GPS定位原理>差分的基本概念2023/7/2084将一台GPS接收机安置在基准站上进行观测，根据基准站已知精密坐标，计算出基准站到卫星的距离改正数，并由基准站实时地将这一改正数发送出去。用户接收机在进行GPS观测的同时，也接收到基准站的改正数，并将其定位结果进行改正，从而提高定位精度。2023/7/2085二、差分的作用GPS定位中，存在着三部分的误差：1、多台接收机公有的误差：如卫星钟差、星历误差等；2、传播延迟误差：如电离层误差、对流层误差；3、接收机固有的误差：如内部噪声、通道延迟、多路径效应等。差分GPS定位原理>差分的作用2023/7/2086二、差分的作用可以消去卫星钟的系统偏差可以消去接收机时钟的误差PikPljPijPjPlkPkSlSi可以消去轨道（星历）误差的影响可以削弱大气折射对观测值的影响组成星际站际两次差分观测值差分GPS定位原理>差分的作用2023/7/2087三、差分GPS的种类

单基准站差分：仅仅根据一个基准站所提供的差分改正信息进行改正的差分gps技术。位置差分伪距差分载波相位差分差分GPS定位原理>差分GPS的种类2023/7/2088RTK测量(厘米级精度动态实时差分测量)：RTK测量是将一台GPS接收机安装在已知点上对GPS卫星进行观测，将采集的的载波相位观测量调制到基准站电台的载波上，再通过基准站电台发射出去；流动站在对GPS卫星进行观测并采集载波相位观测量的同时，也通过流动站电台接收由基准站电台发射的信号，经解调得到基准站的载波相位观测量；2023/7/2089流动站的GPS接收机再利用OTF(运动中求解整周模糊度)技术由基准站的载波相位观测量和流动站的载波相位观测量来求解整周模糊度，最后求出厘米级精度流动站的位置。这种测量方法的关键是求解起始的整周模糊度即初始化，并能始终保持。因此RTK测量除要求有足够数量的卫星和卫星具有较好的几何分布外，还要求基准站与流动站间的数据通讯必须良好.2023/7/20902023/7/2091RTK的构成构成：基准站、数据通讯链及用户等部分组成。1基准站：站坐标准确已知；视野开阔；周围无信号反射物；能方便地播发或传送差分改正信号。2数据通讯链：将差分改正信息传送给用户的通讯设备及其相应软件。由信号调制器、信号发射机、及发射天线。2023/7/2092常规的GPS测量方法，如静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度，而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分（Real-timekinematic）方法，是GPS应用的重大里程碑，它的出现为工程放样、地形测图，各种控制测量带来了新曙光，极大地提高了外业作业效率2023/7/2093RTK技术的关键在于数据处理技术和数据传输技术，RTK定位时要求基准站接收机实时地把观测数据（伪距观测值，相位观测值）及已知数据传输给流动站接收机，数据量比较大，一般都要求9600的波特率，这在无线电上不难实现。

2023/7/2094RTK技术如何应用？

1．各种控制测量传统的大地测量、工程控制测量采用三角网、导线网方法来施测，不仅费工费时，要求点间通视，而且精度分布不均匀，且在外业不知精度如何，采用常规的GPS静态测量、快速静态、伪动态方法，在外业测设过程中不能实时知道定位精度，如果测设完成后，回到内业处理后发现精度不合要求，还必须返测，而采用RTK来进行控制测量，能够实时知道定位精度，如果点位精度要求满足了，用户就可以停止观测了，而且知道观测质量如何，这样可以大大提高作业效率。如果把RTK用于公路控制测量、电子线路控制测量、水利工程控制测量、大地测量、则不仅可以大大减少人力强度、节省费用，而且大大提高工作效率，测一个控制点在几分钟甚至于几秒钟内就可完成。2023/7/20952．地形测图过去测地形图时一般首先要在测区建立图根控制点，然后在图根控制点上架上全站仪或经纬仪配合小平板测图，现在发展到外业用全站仪和电子手簿配合地物编码，利用大比例尺测图软件来进行测图，甚至于发展到最近的外业电子平板测图等等，都要求在测站上测四周的地形地貌等碎部点，这些碎部点都与测站通视，而且一般要求至少2-3人操作，需要在拼图时一旦精度不合要求还得到外业去返测，现在采用RTK时，仅需一人背着仪器在要测的地形地貌碎部点呆上一二秒种，并同时输入特征编码，通过手簿可以实时知道点位精度，把一个区域测完后回到室内，由专业的软件接口就可以输出所要求的地形图，这样用RTK仅需一人操作，不要求点间通视，大大提高了工作效率，采用RTK配合电子手簿可以测设各种地形图，如普通测图、铁路线路带状地形图的测设，公路管线地形图的测设，配合测深仪可以用于测水库地形图，航海海洋测图等等。2023/7/20963．工程放样是测量一个应用分支，它要求通过一定方法采用一定仪器把人为设计好的点位在实地给标定出来，过去采用常规的放样方法很多，如经纬仪交会放样，全站仪的边角放样等等，一般要放样出一个设计点位时，往往需要来回移动目标，而且要2-3人操作，同时在放样过程中还要求点间通视情况良好，在生产应用上效率不是很高，有时放样中遇到困难的情况会借助于很多方法才能放样，如果采用RTK技术放样时，仅需把设计好的点位坐标输入到电子手簿中，背着GPS接收机，它会提醒你走到要放样点的位置，既迅速又方便，由于GPS是通过坐标来直接放样的，而且精度很高也很均匀，因而在外业放样中效率会大大提高，且只需一个人操作。2023/7/2097篮牙技术一、名称由来及技术原理概述：

1998年由爱立信、IBM、东芝、诺基亚等400多家电子、电脑及通信业厂商发起的蓝牙（BlueTooth）技术是一种正在发展中的短距离无线连接技术，它直接面对个人和商务的无线连接应用，可以同时进行数据和语音传输，传输速率最高可达到10MB/s。现行的BlueTooth规范版本是1.0，蓝牙技术的应用被认为非常广泛而且极具潜力。2023/7/2098BlueTooth的原本含义已经无法得知了，权威说法是丹麦国王Viking（公元940～981年）的“绰号”，此人为当时四分五裂的瑞典、芬兰、丹麦统一有着不朽的功勋，因为他爱吃蓝梅，牙齿被染成蓝色而得此雅号。而瑞典的爱立信为这种即将成为全球通用的无线技术命此名，也许大有一统天下的含义吧？但按照英文字面的翻译为“蓝牙”已经为大家所接受，它是一颗作用颇大的小牙齿，还是会吞噬蓝天，占尽无线通讯之广阔天空？我们且拭目以待。2023/7/2099蓝牙协议工作在2.4G的ISM(工业、科学和医疗)频段，发射距离一般可达10米，当检测到距离小于10m时，接受设备可动态调节功率，当业务量减小或停止时，蓝牙设备可自动进入低功率工作模式。蓝牙技术还采用了跳频技术来消除干扰和降低衰落。这种低功耗的无线技术，目的是取代现有的计算机、打印机、传真机和移动电话等设备的有线接口。主要优点有：用无线方式来代替有线电缆连接；具有很强的可移植性，可应用于多种通信场合，如WAP、GSM、DECT等；功耗低，对人体危害极小；BlueTooth集成电路应用简单、成本低廉、实现容易、易于推广。

2023/7/20100二、蓝牙应用现状：由于BlueTooth技术独立于不同的操作系统和通信协议之外，因而应用场合很普遍。同时BlueTooth协议可以固化为一个芯片，采用标准BGA封装方式实际尺寸比西服的纽扣还要小，因而可以很方便的应用于电子产品中。

BlueTooth技术适用于任何数据、图象、声音等短距离通信场合，移动电话与台式电脑、笔记本电脑和掌上电脑的自动同步将成为自然，用户一旦进入范围，这些设备即会实现同步。在飞机上写电子邮件也是可以的，因为即使用户的个人电脑放在手提箱内，还可以通过电话收电子邮件，通过移动电话屏幕阅读邮件标题等，一下飞机，就可通过移动电话把电子邮件发出去。2023/7/20101因此，同步是蓝牙产品的核心应用方案，例如：

1)手机与计算机连接：目前多数通过IrDA红外线或RS-232串口线来相连，BlueTooth取而代之，不仅方便而且资料传送的速度也不用担心，也许将来的手机下部的连接器将会消失或是变得更简单化。

2)手机兼作无绳电话：内置BlueTooth芯片的手机，在家里可以自动并入固定网当作无绳电话使用，不用双向收费，而且通话质量好。离开屋子一段距离后便自动切换至无线网络基站上。

2023/7/201023)数据共享、同步，办公更便捷：无论手机、计算机、PDA、打印机或是数码相机、MP3播放器、MD播放器……都利用蓝牙互传语音、文字、图像、文件，笔形蓝牙鼠标更是增加了扫描仪的功能，能够自动侦测并感应包括文字和条形码在内的资料，市场前景颇为看好。目前许多外设制造商也纷纷开始制造蓝牙产品，争夺这块炙手可热的市场，无可置疑，蜘蛛网式的办公环境将不复存在。2023/7/20103

4)Internet接入：内置BlueTooth芯片的笔记本计算机或手机等，不仅可以使用公用电话交换网、ISDN、LAN、ADSL等，还可利用蜂窝式移动网络进行家庭网络、高速无线内部网络高速连接。

5)无线免提：试想，开车途中，手机响个不停，刚想接却看到前面有警察；买了个耳机，耳机线却时常缠绕在一起，接听起来还是非常麻烦。有了蓝牙耳机，你可以逍遥自在地接听来电，却可能根本想不起来手机放在哪里！当然，免提手机不是汽车的独有，具有蓝牙话筒、扬声器、视频头的电脑，多方“免提”视频会议易如反掌。2023/7/201046)影像传递：爱立信推出蓝牙PDA手机，支持WAP、HTML浏览器、GPS、GPRS，机内使用专用的操作平台，同带有蓝牙传送配件的Palm类掌上计算机随时可以交换资料。富士公司生产的FinePixS1Pro单反数码相机支持蓝牙传送，照片只需5秒钟就能传送至Nokia9110手机，当然也可以直接将影像送入打印机即拍即现。2023/7/20105总之，越来越多的企业逐步意识到蓝牙技术的低功耗和低成本解决方案是理想的，考虑给自己的设备增加无线连接，蓝牙收发器已经越来越多的嵌入到了从PC机到工业设备的各种设备中。

拓普康新品:GTS-330W系列就是全球首款采用蓝牙技术的全站仪产品，通过蓝牙遥控器操作仪器，不仅输入数字和编辑字母非常方便，而且测量中不用频繁触及仪器机身，避免了人为的偶然误差。

EMTAC公司研发的蓝牙GPS接收机也已面世，与移动设备同步互联，定位、导航、生成电子地图轻松方便。

2023/7/20106三、百密终有一疏：

蓝牙技术尚有一些细节问题需要进一步解决，诸如：

BlueTooth具有全方位的特性，若是设备众多，采用靠近或是