第一篇：衛(wèi)星定位原理及發(fā)展歷史

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1、子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（NNSS）

該系統(tǒng)又稱多普勒衛(wèi)星定位系統(tǒng)，它是58年底由美國海軍武器實(shí)驗(yàn)室開始研制,于64年建成的“海軍導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)”（Navy Navigation Satellite System）。這是人類歷史上誕生的第一代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

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1957年10月前蘇聯(lián)成功發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星后，美國霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室的吉爾博士和魏分巴哈博士對衛(wèi)星遙測信號的多普勒頻移產(chǎn)生了濃厚的興趣。經(jīng)研究他們認(rèn)為：利用衛(wèi)星遙測信號的多普勒效應(yīng)可對衛(wèi)星精確定軌；而該實(shí)驗(yàn)室的克什納博士和麥克盧爾博士則認(rèn)為已知衛(wèi)星軌道，利用衛(wèi)星信號的多普勒效應(yīng)可確定觀測點(diǎn)的位置?；羝战鹚勾髮W(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室研究人員的工作，為多普勒衛(wèi)星定位系統(tǒng)的誕生奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。而當(dāng)時(shí)美國海軍正在尋求一種可以對北極星潛艇中的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行間斷精確修正方法，于是美國軍方便積極資助霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室開展進(jìn)一步的深入研究。1958年12月在克什納博士的領(lǐng)導(dǎo)下開展了三項(xiàng)研究工作：①研制衛(wèi)星；②建立地球重力場模型以便衛(wèi)星的精確定軌和準(zhǔn)確預(yù)報(bào)衛(wèi)星的空間位置；③研制多普勒接收機(jī)。經(jīng)過眾人的努力子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)于1964年1月正式建成并投入軍方使用，直至1967年7月該系統(tǒng)才由軍方解密供民間使用。此后用戶數(shù)量迅速增長，最多達(dá)9.5萬戶，而軍方用戶最多時(shí)只有650個(gè)，不足總數(shù)的1%，可見因生產(chǎn)的需要民間用戶遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于軍方。

1.1 子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的組成（1）衛(wèi)星星座：子午衛(wèi)星星座，由六顆獨(dú)立軌道的極軌衛(wèi)星組成。

在設(shè)計(jì)上要求衛(wèi)星的軌道的偏心率為零，軌道傾角i =90°；衛(wèi)星運(yùn)行周期為T=107m；衛(wèi)星高度約為H=1075km；按理論上的設(shè)計(jì)，六顆衛(wèi)星應(yīng)當(dāng)均勻分布在相互間隔為30度軌道平面上。但由于早期衛(wèi)星入軌精度不高，各衛(wèi)星周期、傾角、偏心率都存在不同程度的誤差，故各衛(wèi)星軌道進(jìn)動(dòng)的大小和方向也都不盡相同，這樣經(jīng)過一段時(shí)間后各衛(wèi)星軌道間的間距就變得疏密不一。因而地面可觀測衛(wèi)星的時(shí)間分布就變得更加沒有規(guī)律，中緯度地區(qū)的用戶平均1.5小時(shí)左右可以觀測到一顆衛(wèi)星，有時(shí)在高緯上空可出現(xiàn)多顆衛(wèi)星造成信號的互相干擾（此時(shí)必須將信噪比差的衛(wèi)星關(guān)閉避免干擾）；但在低緯度地區(qū)最不利時(shí)要等待10小時(shí)才能觀測到衛(wèi)星。

（2）地面系統(tǒng)：地面設(shè)有4個(gè)衛(wèi)星跟蹤站； 1個(gè)計(jì)算中心；1個(gè)控制中心；2個(gè)注入站；1個(gè)天文臺（海軍天文臺）。

地面控制系統(tǒng)中設(shè)立了四個(gè)衛(wèi)星跟蹤站，它們分別位于加利福尼亞州的穆古角、明尼蘇達(dá)州、夏威夷、緬因州。因?yàn)榈孛娓櫿镜木_坐標(biāo)是已知的，當(dāng)子午衛(wèi)星通過跟蹤站上空時(shí)可以觀測記錄各衛(wèi)星信號的多普勒頻移，并將測到的數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算中心。計(jì)算中心設(shè)在加州的穆古角，計(jì)算中心根據(jù)各跟蹤站最近36小時(shí)的觀測資料計(jì)算各衛(wèi)星的軌道，并外推預(yù)報(bào)16小時(shí)的衛(wèi)星位置，然后按一定的編碼格式寫成導(dǎo)航電文傳送到注入站。地面的2個(gè)注入站分別位于穆古角和明尼蘇達(dá)州，注入站接收并存儲由計(jì)算中心送來的導(dǎo)航電文，每12小時(shí)左右向衛(wèi)星注入1次導(dǎo)航電文。在地面系統(tǒng)中美國海軍天文臺主要負(fù)責(zé)衛(wèi)星以及地面計(jì)時(shí)系統(tǒng)的時(shí)間對比，求出衛(wèi)星鐘差改正數(shù)和鐘頻改正數(shù)。地面控制中心設(shè)在穆古角，主要負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和管理整個(gè)地面控制系統(tǒng)的工作。

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1.2 子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)

（1）定軌精度：在衛(wèi)星跟蹤技術(shù)條件一定，使用相同的地球重力場模型且攝動(dòng)修正精度一定的情況下，衛(wèi)星定軌精度主要取決于地面跟蹤站的數(shù)量及其分布，一般來說跟蹤站越多、分布越廣計(jì)算出的衛(wèi)星軌道就越精確。

廣播星歷：是由美國本土的4個(gè)衛(wèi)星跟蹤站的觀測數(shù)據(jù)解算的。因測站數(shù)量及分布范圍都小，故衛(wèi)星定軌精度不高。廣播星歷所預(yù)報(bào)的衛(wèi)星位置的切向誤差±17m；徑向誤差±26m；法向誤差±8m。

精密星歷：是由美國國防制圖局根據(jù)全球20個(gè)衛(wèi)星跟蹤站的觀測資料解算的，因測站數(shù)量多且分布范圍廣故衛(wèi)星定軌精度較高。精密星歷所預(yù)報(bào)的衛(wèi)星位置精度為± 2m。

（2）衛(wèi)星性能：限于早期火箭的運(yùn)載能力，子午衛(wèi)星的重量、體積都很小。星體直徑約為50公分，衛(wèi)星重量為45~73公斤。如此輕巧的衛(wèi)星如何保持姿態(tài)穩(wěn)定，使衛(wèi)星天線始終指向地面在當(dāng)時(shí)是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)（使用衛(wèi)星姿態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)無法解決燃料的長期供應(yīng)，這顯然是不現(xiàn)實(shí)的）。美國科學(xué)家巧妙地利用重力梯度穩(wěn)定，使衛(wèi)星的天線始終指向地面。他們在衛(wèi)星天線的指向端接了一條30米長的穩(wěn)定桿，桿端配有一個(gè)1.4公斤的重錘，在重力的作用下重錘始終把長桿和天線拉向下方，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星的姿態(tài)穩(wěn)定。衛(wèi)星還裝有4塊太陽能電池板，給衛(wèi)星提供所需的電能。

（3）衛(wèi)星信號：衛(wèi)星配有一臺頻率相當(dāng)穩(wěn)定的鐘，由此產(chǎn)生一個(gè)頻率為4.9996MHz基準(zhǔn)鐘頻信號，該信號再經(jīng)過倍頻器分別倍頻30和80倍后，形成兩個(gè)頻率為149.988MHz和399.968MHz的標(biāo)準(zhǔn)信號供衛(wèi)星使用。

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（4）定位精度：多普勒定位儀利用廣播星歷的單機(jī)定位精度一般為10m左右,若觀測100次衛(wèi)星通過后的測量數(shù)據(jù)平差解算后，可獲得精度為3~5m地心坐標(biāo)；如果利用精密星歷觀測40次衛(wèi)星通過的測量數(shù)據(jù)平差解算后，可獲得精度為0.5~1m地心坐標(biāo)；為了消除公共誤差提高定位精度，可利用2臺以上的多普勒定位儀進(jìn)行聯(lián)測，一般聯(lián)測的定位精度為0.5m。

1.3 子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位原理

子午衛(wèi)星的定位原理是通過測定同一顆衛(wèi)星不同間隔時(shí)段其信號的多普勒效應(yīng)，從而確定衛(wèi)星在各時(shí)段相對觀察者的視向速度和視向位移，再利用衛(wèi)星導(dǎo)航電文所給定的t1、t2、t3、t4?時(shí)刻的衛(wèi)星空間坐標(biāo)，結(jié)合對應(yīng)的視向位移則可解算出測站空間坐標(biāo)P（X，Y，Z）。多普勒定位的幾何原理是：衛(wèi)星在t1、t2、t3、t4?點(diǎn)上的坐標(biāo)是已知的，而任意兩個(gè)相鄰已知點(diǎn)到待定點(diǎn)P的距離差（即視向位移）已通過多普勒效應(yīng)測定。在數(shù)學(xué)上我們知道，一個(gè)動(dòng)點(diǎn)P到兩個(gè)定點(diǎn)的距離差為一定值時(shí)，該動(dòng)點(diǎn)P則構(gòu)成一個(gè)旋轉(zhuǎn)雙曲面，這兩個(gè)定點(diǎn)就是該雙曲面的焦點(diǎn)。于是以衛(wèi)星所在的t1、t2、t3、t4?任意兩個(gè)相鄰已知定點(diǎn)作焦點(diǎn)，未知點(diǎn)P作動(dòng)點(diǎn)均構(gòu)成對應(yīng)的特定旋轉(zhuǎn)雙曲面。其中兩個(gè)雙曲面相交為一曲線（P點(diǎn)必在該曲線上），曲線與第三個(gè)雙曲面相交于兩點(diǎn)（其中一點(diǎn)必為P點(diǎn)），第四個(gè)雙曲面必與其中一點(diǎn)相交——該點(diǎn)就是待定的P（X、Y、Z）點(diǎn)。因此要解算P點(diǎn)的三維坐標(biāo)，必須對同一顆衛(wèi)星要有四個(gè)積分間隔時(shí)段的觀測，得出衛(wèi)星在四段時(shí)間間隔的視向位移。從而獲得四個(gè)旋轉(zhuǎn)雙曲面，它們的公共交點(diǎn)就是待定點(diǎn)P（X、Y、Z）。

1.4 子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的不足之處

（1）一次定位所需時(shí)間過長，無法滿足高速用戶的需要。這一缺點(diǎn)是由多普勒定位方法的本身決定的。因?yàn)椴捎镁嚯x差交會的各個(gè)旋轉(zhuǎn)雙曲面的焦點(diǎn)是由同一顆衛(wèi)星在飛行的過程中逐步形成的。為了保證觀測精度，這些焦點(diǎn)的距離不能太小。在一次測量定位的過程中，要求衛(wèi)星對于測點(diǎn)的起、止觀測角度θ必須在90°左右（參見圖2）。因此一次定位一般需要連續(xù)觀測一顆衛(wèi)星通過的時(shí)間約為15～18分鐘。這樣勢必帶來一系列的問題：①該系統(tǒng)只能作為船舶等低動(dòng)態(tài)用戶進(jìn)行輔助導(dǎo)航（例如慣性導(dǎo)航間斷修正），無法用于飛機(jī)、導(dǎo)彈、衛(wèi)星等高動(dòng)態(tài)用戶的實(shí)時(shí)定位。②在一次定位的過程中（15～18分鐘）導(dǎo)航載體還在運(yùn)動(dòng)，其間導(dǎo)航載體的空間位置可能變化10公里左右。于是解算時(shí)必須根據(jù)導(dǎo)航載體的運(yùn)動(dòng)速度將觀測值歸算至同一時(shí)刻，顯然這會影響導(dǎo)航定位精度。③為了減少一次定位所需時(shí)間，只能采用低軌道的短周期多普勒衛(wèi)星。而低軌衛(wèi)星由于受到地球不規(guī)則重力場的引力攝動(dòng)和大氣阻力攝動(dòng)的影響很大，低軌衛(wèi)星精確定軌的測算難度很大且精度不高。

（2）衛(wèi)星出現(xiàn)時(shí)間間隔過長，無法滿足連續(xù)導(dǎo)航的需要。由于子午衛(wèi)星系統(tǒng)沒有采用頻分、碼分、時(shí)分等多路接收技術(shù)，要求在同一時(shí)刻多普勒接收機(jī)只能接收一顆子午衛(wèi)星的信號。但是接收機(jī)本身無法識別和屏蔽不同的子午衛(wèi)星的信號，于是在同一天區(qū)如果出現(xiàn)兩顆以上的子午衛(wèi)星，就會導(dǎo)致定位信號的相互干擾。尤其是對于極軌衛(wèi)星，為了防止在高緯度地區(qū)的視場中同時(shí)出現(xiàn)多顆衛(wèi)星造成信號干擾的可能性，子午衛(wèi)星的數(shù)量一般不宜超過6顆。因衛(wèi)星數(shù)量少導(dǎo)致中低緯度地面出現(xiàn)可觀測衛(wèi)星的時(shí)間間隔過長，中緯度地區(qū)的用戶平均1.5小時(shí)左右可以觀測到一顆衛(wèi)星。而考慮到軌道進(jìn)動(dòng)的不規(guī)則漂移導(dǎo)致軌道間隔分布的不均勻性因素后，在低緯度地區(qū)最不利時(shí)要等待10小時(shí)才能觀測到衛(wèi)星，這樣該系統(tǒng)就很難滿足用戶連續(xù)導(dǎo)航的需要。盡管如此，有時(shí)在高緯上空還是可出現(xiàn)多顆衛(wèi)星造成信號互相干擾的現(xiàn)象，此時(shí)用戶只能通過地面控制中心將信噪比差的衛(wèi)星信號關(guān)閉以避免信號的相互干擾。限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件，子午衛(wèi)星系統(tǒng)沒有采用頻分、碼分、時(shí)分等多路接收技術(shù)，確定了該系統(tǒng)不能成為連續(xù)導(dǎo)航系統(tǒng)。

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（3）子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精度偏低。這是該系統(tǒng)的致命缺陷，究其原因主要有三個(gè)方面：

①衛(wèi)星軌道低，受到地球不規(guī)則重力場的引力攝動(dòng)和大氣阻力攝動(dòng)的影響很大，低軌衛(wèi)星精確定軌的測算難度很大且精度不高。由于衛(wèi)星引力攝動(dòng)和阻力攝動(dòng)計(jì)算不準(zhǔn)導(dǎo)致的定位誤差可達(dá)1～2米。

②衛(wèi)星信號頻率較低受電離層影響大，這是因?yàn)殡婋x層是電磁波的彌散介質(zhì)，對不同頻率（f）的信號傳播速度影響很大。在電離層延時(shí)改正公式中略去了頻率的高次項(xiàng)（1/f2）2頻率越低導(dǎo)致的誤差就越大，在地磁赤道附近太陽活動(dòng)的中等年份，由此產(chǎn)生的定位誤差大于1米，在太陽活動(dòng)大年誤差就更大。

③子午衛(wèi)星的衛(wèi)星鐘頻不夠穩(wěn)定，由于觀測時(shí)間過長而此間鐘頻不穩(wěn)定導(dǎo)致的鐘漂d（Δf）引起的定位誤差可達(dá)0.8～１米。

由于上述種種原因，縱使子午衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)剛服役不久，就迫使美國國防部不得不著手研究第二代的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)——全球定位系統(tǒng)（GPS）。

2、全球定位系統(tǒng)（GPS）

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該系統(tǒng)的全稱是：衛(wèi)星測時(shí)測距導(dǎo)航/全球定位系統(tǒng)（Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning System）。

1973年12月，美國國防部批準(zhǔn)陸、海、空三軍聯(lián)合研制第二代的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)——全球定位系統(tǒng)（GPS）。該系統(tǒng)是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，具有全能性（陸地、海洋、航空、航天）、全球性、全天候、連續(xù)性、實(shí)時(shí)性的導(dǎo)航、定位和定時(shí)等多種功能。能為各類靜止或高速運(yùn)動(dòng)的用戶迅速提供精密的瞬間三維空間坐標(biāo)、速度矢量和精確授時(shí)等多種服務(wù)。

GPS計(jì)劃經(jīng)歷了方案論證（1974～1978年），系統(tǒng)論證（1979～1987年），試驗(yàn)生產(chǎn)（1988～1993年）三個(gè)階段，總投資300億美元。整個(gè)系統(tǒng)分為衛(wèi)星星座、地面監(jiān)測控制系統(tǒng)和用戶設(shè)備三大部分。論證階段發(fā)射了11顆BlockⅠ型GPS實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星（設(shè)計(jì)使用壽命為5年）；在試驗(yàn)生產(chǎn)階段發(fā)射了28顆BlockⅡ型和BlockⅡA型GPS工作衛(wèi)星（第二代衛(wèi)星的設(shè)計(jì)使用壽命為7.5年）；第三代改善型GPS衛(wèi)星BlockⅡR和BlockⅢ型GPS工作衛(wèi)星從90年代末開始發(fā)射計(jì)劃發(fā)射20顆，以逐步取代第二代GPS工作衛(wèi)星，改善全球定位系統(tǒng)。

2.1全球定位系統(tǒng)（GPS）的組成

（1）衛(wèi)星星座：全球定位系統(tǒng)的空間衛(wèi)星星座，由分布在六個(gè)獨(dú)立軌道的24顆GPS衛(wèi)星組成（其中包括3顆備用衛(wèi)星），平均每個(gè)軌道上分布4顆衛(wèi)星，各軌道升交點(diǎn)的赤經(jīng)相差60°。衛(wèi)星軌道傾角i =55°；衛(wèi)星運(yùn)行周期T=11h58m（恒星時(shí)12小時(shí)）；衛(wèi)星高度H=20200km；衛(wèi)星通過天頂附近時(shí)可觀測時(shí)間為5小時(shí)，在地球表面任何地方任何時(shí)刻高度角15度以上的可觀測衛(wèi)星至少有4顆，平均有6顆，最多達(dá)11顆。

（2）地面系統(tǒng)：地面設(shè)有5個(gè)衛(wèi)星監(jiān)測跟蹤站； 1個(gè)主控站；3個(gè)信息注入站。

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5個(gè)監(jiān)測站分別位于夏威夷、科羅拉多、阿松森、迭哥伽西亞、卡瓦加蘭，主要負(fù)責(zé)監(jiān)測衛(wèi)星的軌道數(shù)據(jù)、大氣數(shù)據(jù)以及衛(wèi)星工作狀態(tài)。通過主控站的遙控指令監(jiān)測站自動(dòng)采集各種數(shù)據(jù)：對可見GPS衛(wèi)星每6分鐘進(jìn)行一次偽距測量和多普勒積分觀測、采集氣象要素等數(shù)據(jù)，每15分鐘平滑一次觀測數(shù)據(jù)。所有觀測資料經(jīng)計(jì)算機(jī)初處理后儲存和傳送到主控站，用以確定衛(wèi)星的精確軌道。主控站設(shè)在美國科羅拉多州的一個(gè)軍事基地的山洞里。主控站主要負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和管理地面監(jiān)控系統(tǒng)，根據(jù)各監(jiān)測站資料，推算預(yù)報(bào)各衛(wèi)星的星歷、鐘差和大氣修正參數(shù)編制導(dǎo)航電文；對監(jiān)測站的鐘差、偏軌或失效衛(wèi)星實(shí)行調(diào)控和調(diào)配。并將導(dǎo)航電文、指令傳送到注入站。3個(gè)注入站分別位于阿松森、迭哥伽西亞、卡瓦加蘭——赤道帶附近的美國海外空軍基地。注入站主要任務(wù)是：將主控站推算和編制的衛(wèi)星星歷、導(dǎo)航電文、控制指令注入相應(yīng)的衛(wèi)星的存儲系統(tǒng)，并監(jiān)測GPS衛(wèi)星注入信息的正確性。

2.2 全球定位系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)

（1）定軌精度：目前的GPS衛(wèi)星的跟蹤技術(shù)條件，以及地球重力場模型的球階函數(shù)的引力攝動(dòng)修正等等精確定軌的推算技術(shù)手段，都比70年代優(yōu)勝高明得多，因此衛(wèi)星定軌精度也比過去高得多。

廣播星歷：是由美國本土以及海外軍事基地上的5個(gè)衛(wèi)星監(jiān)測站的觀測數(shù)據(jù)解算的。因測站數(shù)量少，故衛(wèi)星定軌精度不高。廣播星歷所預(yù)報(bào)的衛(wèi)星位置的切向誤差±5m；徑向誤差±3m；法向誤差±3m。

精密星歷：是由美國國防制圖局根據(jù)全球20多個(gè)衛(wèi)星跟蹤站的觀測資料解算的，因測站數(shù)量多且分布范圍廣故衛(wèi)星定軌精度較廣播星歷高一個(gè)數(shù)量級。值得指出的是，由國際GPS地球動(dòng)力學(xué)服務(wù)組織（IGS）所測算預(yù)報(bào)精密星歷比美國軍方測定的精密星歷的精度要高得多，衛(wèi)星位置精度可達(dá)±3厘米。

（2）衛(wèi)星性能：GPS衛(wèi)星直徑1.5米；重量為843.68公斤（包括310公斤燃料）；GPS衛(wèi)星通過12根螺旋陣列天線發(fā)射張角約為30度的電磁波束垂直指向地面。GPS衛(wèi)星采用陀螺儀與姿態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)成的三軸穩(wěn)定系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)姿態(tài)穩(wěn)定，從而使天線始終指向地面。衛(wèi)星還裝有8塊太陽能電池翼板（7.2 m2），三組15A的鎳鎘蓄電池為衛(wèi)星提供所需的電能。

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（3）衛(wèi)星信號：衛(wèi)星配有4臺頻率相當(dāng)穩(wěn)定（量時(shí)精度為10-13秒）的原子鐘（2臺銫鐘，2臺銣鐘），由此產(chǎn)生一個(gè)頻率為: 10.23MHz的基準(zhǔn)鐘頻信號。該信號經(jīng)過倍頻器降低10倍的頻率后，成為頻率為1.023MHz測距粗碼（C/A碼）的信號頻率；基準(zhǔn)鐘頻信號的頻率10.23MHz，直接成為測距精碼（P碼）的信號頻率；基準(zhǔn)鐘頻信號經(jīng)過倍頻器降低204600倍的頻率后，成為頻率為50MHz數(shù)據(jù)碼（衛(wèi)星星歷、導(dǎo)航電文的編碼）的信號頻率；基準(zhǔn)鐘頻信號再經(jīng)過倍頻器倍頻150倍和120倍頻后，分別形成頻率為1575.42MHz（L1）與1227.60MHz（L2）載波信號。測距用的碼頻信號控制著移位寄存器的觸發(fā)端，從而產(chǎn)生與之頻率一致的偽隨機(jī)碼（測距碼），測距碼與數(shù)據(jù)碼模二相加后再調(diào)制到L1 L2載波信號上通過衛(wèi)星天線陣列發(fā)送出去。值得指出的是：無論是測距碼的波長還是載波信號的波長，都是測量GPS衛(wèi)星到觀測點(diǎn)距離的物理媒體，它們的頻率越高波長越短所測量的距離精度就越高，定位精度也就越高。另外C/A碼除了用于測距外，它還用于識別鎖定衛(wèi)星和解調(diào)導(dǎo)航電文以及捕獲P碼。

（4）定位精度：利用偽隨距碼（測距碼）的信號單機(jī)測量，理論上按照目前測距碼的對齊精度約為碼波長的1/100計(jì)算，測距粗碼（C/A碼）的測距精度約為±3m； 而測距精碼（P碼）的測距精度約為±0.3m。為了消除公共誤差提高定位精度，可利用2臺以上的載波相位GPS定位儀實(shí)行聯(lián)測定位，對于載波信號單頻機(jī)的相對定位精度可達(dá):±（5mm+2ppm×D）其中D為兩臺儀器的相對距離；對于載波信號雙頻機(jī)，它能有效的消除電離層延時(shí)誤差，其相對定位精度可達(dá):±(1mm+1ppm×D)；全球定位技術(shù)不但精度高，而且定位速度快，可以滿足飛機(jī)、導(dǎo)彈、火箭、衛(wèi)星等高速運(yùn)動(dòng)載體的導(dǎo)航定位的需要。

2.3 全球定位系統(tǒng)的定位原理

GPS定位的幾何原理并不復(fù)雜，它是利用測距交會的原理確定測點(diǎn)位置的。如圖5所示，GPS衛(wèi)星任何瞬間的坐標(biāo)位置都是已知的。一顆GPS衛(wèi)星（Sn）信號傳播到接收機(jī)的時(shí)間只能決定該衛(wèi)星到接收機(jī)（P）的距離（Dn），但并不能確定接收機(jī)相對于衛(wèi)星的方向，在三維空間中，GPS接收機(jī)的可能位置構(gòu)成一個(gè)以Sn為中心以Dn為半徑球面（稱為定位球）；當(dāng)測到兩顆衛(wèi)星的距離時(shí)，接收機(jī)的可能位置被確定于兩個(gè)球面相交構(gòu)成的圓上；當(dāng)?shù)玫降谌w衛(wèi)星的距離后，第三個(gè)定位球面與該圓相交得到兩個(gè)可能的點(diǎn)；第四顆衛(wèi)星確定的定位球便交出接收機(jī)的準(zhǔn)確位置。因此，如果接收機(jī)能夠同時(shí)得到四顆GPS衛(wèi)星的測距信號，就可以進(jìn)行瞬間定位；當(dāng)接收到信號的衛(wèi)星數(shù)目多于四顆時(shí)，可以優(yōu)選四顆衛(wèi)星計(jì)算位置，或以信噪比最高的衛(wèi)星數(shù)據(jù)作為平差標(biāo)準(zhǔn)與其他多顆衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行平差計(jì)算，以消除公共誤差提高定位精度。如果不考慮測量距離的誤差修正，整個(gè)定位過程是：測量站星幾何距離Dn通過導(dǎo)航電文提供的衛(wèi)星坐標(biāo)S（Xs，Ys，Zs）利用定位球方程式：

求解4個(gè)定位球相交的公共點(diǎn)P（Xp，Yp，Zp）。

按GPS定位測量的技術(shù)手段分類，可分為偽隨機(jī)碼相位測量與載波相位測量兩類。由于篇幅限制這里只討論偽隨機(jī)碼相位測量原理：簡而言之偽隨機(jī)碼相位測量時(shí)，GPS接收機(jī)利用碼分多址技術(shù)與碼相關(guān)鎖相放大技術(shù)，同時(shí)對4顆以上衛(wèi)星的測距信號進(jìn)行偽距（站星真空距離）測定，再通過對偽距的多項(xiàng)修正后的站星幾何距離解算測站坐標(biāo)。

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偽碼測量的具體步驟為：

①接收機(jī)將本機(jī)產(chǎn)生C/A碼與衛(wèi)星發(fā)射C/A碼模二和，求自相關(guān)系數(shù)R(t)；

②當(dāng)自相關(guān)系數(shù)R(t)=-1/N（有相位差碼序不齊）時(shí)，延時(shí)器將本機(jī)碼元相位后移，直至R(t)= 1（碼序?qū)R）時(shí)鎖定信號，并解讀導(dǎo)航電文。

③接收機(jī)根據(jù)本機(jī)信號的延時(shí)量（Δt）計(jì)算GPS衛(wèi)星到接收機(jī)偽距（D’= CΔt）。

④再對偽距（D’）經(jīng)過對流層延時(shí)改正、電離層延時(shí)改正、鐘差鐘漂改正等多項(xiàng)修正后，成為近似的幾何距離（D），連同導(dǎo)航電文的衛(wèi)星坐標(biāo) S（Xs，Ys，Zs）代入定位球方程解算測點(diǎn)坐標(biāo)P（Xp，Yp，Zp）。

按GPS定位方法分類可分：

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①絕對定位：在未知點(diǎn)上用GPS定位儀（單機(jī)）測定站星距離，從而獨(dú)立解算測點(diǎn)WGS-84坐標(biāo)的過程。

②相對定位：在一定距離內(nèi)，用兩臺以上GPS定位儀同時(shí)測定站星距離，通過求差的方法解算測點(diǎn)間基線向量的過程。

③靜態(tài)定位：在定位過程中，GPS定位接收機(jī)始終處于靜止接收狀態(tài)的定位方法。

④動(dòng)態(tài)定位：在定位過程中，GPS定位接收機(jī)始終處于運(yùn)動(dòng)接收狀態(tài)的定位方法。

2.4 美國對GPS用戶的限制性政策

由于GPS定位技術(shù)與美國的國防現(xiàn)代化發(fā)展密切相關(guān),因而美國從自身的安全利益出發(fā),限制非特許用戶利用GPS定位精度。GPS系統(tǒng)除在設(shè)計(jì)方面采取了許多保密性措施外，還對GPS用戶實(shí)施SA與A-S限制性政策，具體做法有：

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①對不同的GPS用戶提供不同的服務(wù)方式：GPS系統(tǒng)在信號設(shè)計(jì)方面就區(qū)分了兩種精度不同的定位服務(wù)方式，即標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)方式（SPS）和精密定位服務(wù)方式（PPS）。

標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)方式（SPS）它通過美國軍方已經(jīng)公開的衛(wèi)星識別碼（C/A碼）解調(diào)廣播星歷的導(dǎo)航電文，進(jìn)行定位測量的，其單點(diǎn)定位精度約為20～40m。

精密定位服務(wù)方式（PPS）是美國軍方或者美國同盟國的特許用戶使用的，其單點(diǎn)定位精度約為2～4m。使用這種服務(wù)方式一定要事先知道加密碼（W碼）和精碼（P碼）的編碼結(jié)構(gòu)。否則便無法解調(diào)鎖定P碼進(jìn)而解讀精密星歷，實(shí)施精密測距。因此W碼與P碼對于非特許用戶是絕對保密的。

②選擇性可用（SA）政策——對（SPS）服務(wù)實(shí)施干擾：為了進(jìn)一步降低標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)方式（SPS）的定位精度，以保障美國政府的利益與安全，對標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)的衛(wèi)星信號實(shí)施δ技術(shù)和ε技術(shù)的人為干擾。

w δ技術(shù)——將鐘頻信號加入高頻抖動(dòng)使C/A碼波長不穩(wěn)定。

w ε技術(shù)——將廣播星歷的衛(wèi)星軌道參數(shù)加入人為誤差，降低定位精度。

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在SA政策的影響下，SPS服務(wù)的垂直定位精度降為±150m，水平定位精度降為±100m?？茖W(xué)家利用GPS差分技術(shù)，可以明顯削弱SA政策導(dǎo)致的系統(tǒng)性誤差的影響。但對于使用精密定位服務(wù)（PPS）的特許用戶，則可以通過密匙自動(dòng)消除SA影響。

SA政策1991年7月1日實(shí)施，因印影響美國商業(yè)利益，于2000年5月2日取消SA政策。

③反電子欺騙技術(shù)（A-S）——對P碼實(shí)施加密：盡管P碼的碼長是一個(gè)非常驚人的天文數(shù)字（碼長為2.35×1014比特）至今無法破譯，但是美國軍方還是擔(dān)心一旦P碼被破譯，在戰(zhàn)時(shí)敵方會利用P碼調(diào)制一個(gè)錯(cuò)誤的導(dǎo)航信息，誘騙特許用戶的GPS接收機(jī)錯(cuò)鎖信號——導(dǎo)致錯(cuò)誤導(dǎo)航。為了防止這種電子欺騙，美國軍方將在必要時(shí)引入機(jī)密碼（W碼），并通過P碼與W碼的模二相加轉(zhuǎn)換為Y碼，即對P碼實(shí)施加密保護(hù)：

P W=Y

由于W碼對非特許用戶是嚴(yán)格保密的，所以非特許用戶將無法應(yīng)用破密的P碼進(jìn)行精密定位和實(shí)施上述電子欺騙。

3、全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)（GLONASS）

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該系統(tǒng)是82年底由前蘇聯(lián)開始承建，期間因蘇聯(lián)解體，幾經(jīng)周折最后由俄羅斯于96年建成全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)（Global Navigation Satellite System——GLONASS）。該系統(tǒng)與美國的全球定位系統(tǒng)同屬于第二代衛(wèi)星定位系統(tǒng)。

3.1全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)的組成（1）衛(wèi)星星座：如圖6所示，全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)的空間衛(wèi)星星座，由分布在三個(gè)獨(dú)立橢圓軌道的24顆（GLONASS）衛(wèi)星組成（另加1顆備用衛(wèi)星），平均每個(gè)軌道上分布8顆衛(wèi)星，各軌道升交點(diǎn)的赤經(jīng)相差120°；軌道偏心率e=0.01；衛(wèi)星軌道傾角i =64.8°；衛(wèi)星運(yùn)行周期T=11h15m（恒星時(shí)11.28小時(shí)）；衛(wèi)星高度H=19100km；衛(wèi)星設(shè)計(jì)的使用壽命為4.5年，直至1995年衛(wèi)星星座布成，經(jīng)過數(shù)據(jù)加載、調(diào)整和檢驗(yàn)，已于1996年1月18日整個(gè)系統(tǒng)正式運(yùn)轉(zhuǎn)。

（2）地面系統(tǒng)：地面控制站組（GCS）設(shè)有1個(gè)系統(tǒng)控制中心（在莫斯科區(qū)的Golitsyno-2），1個(gè)指令跟蹤站（CTS），整個(gè)跟蹤網(wǎng)絡(luò)分布于俄羅斯境內(nèi)；CTS跟蹤遙測著所有GLONASS可視衛(wèi)星，對其進(jìn)行測距數(shù)據(jù)的采集和處理，并向各衛(wèi)星發(fā)送控制指令和導(dǎo)航信息。在GCS內(nèi)裝有激光測距設(shè)備對測距數(shù)據(jù)作周期修正，為此所有的GLONASS衛(wèi)星上都裝有激光反射鏡。

3.2 全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)

（1）衛(wèi)星信號： 每顆GLONASS衛(wèi)星配有銫原子鐘，以便為所有星載設(shè)備提供高穩(wěn)定的時(shí)標(biāo)信號。GLONASS衛(wèi)星同樣向地面發(fā)射兩種載波信號，L1載波信號的頻率為1602~1616MHz ；L2載波信號的頻率為1246~1256MHz ；其中L1載波信號為民用，L2載波信號為軍用。GLONASS衛(wèi)星之間的識別方法采用頻分復(fù)用制（FDMA），L1載波信號的頻道間隔為0.5625 MHz，L2載波信號的頻道間隔為0.4375 MHz。GLONASS衛(wèi)星測距粗碼（C/A碼）的碼頻0.511MHz 碼長為511比特，重復(fù)周期為1ms ；GLONASS衛(wèi)星也采用類似GPS信號的P碼，盡管前蘇聯(lián)嚴(yán)格保密，英國立茨大學(xué)G..R.Lennen博士還是成功地破譯了P碼。

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（2）定位精度：

w 水平精度：±50~70m；垂直精度：±75m；

w 測速精度：±15cm/s； 授時(shí)精度：±1μs

（3）定位原理：與GPS相同。

3.3 俄羅斯聯(lián)邦政府對GLONASS系統(tǒng)的使用政策

早在1991年俄羅斯聯(lián)邦政府就首先宣稱：GLONASS系統(tǒng)可供國防和民間使用，不帶任何限制、不引入“選擇可用性（SA）”機(jī)制，也不計(jì)劃對用戶收費(fèi)，該系統(tǒng)將在完全布滿星座后遵照以公布的性能運(yùn)行至少15年。俄羅斯空間部隊(duì)的合作科學(xué)信息中心作為GLONASS系統(tǒng)狀態(tài)信息的用戶接口，正式向用戶公布GLONASS系統(tǒng)咨詢通告。1995年3月7日俄羅斯聯(lián)邦政府簽署了一項(xiàng)“有關(guān)GLONASS面向民用得行動(dòng)指導(dǎo)”的法令，確認(rèn)了由民間用戶早期啟用GLONASS系統(tǒng)的可能性。俄羅斯聯(lián)邦政府對GLONASS系統(tǒng)的使用政策，使得美國的GPS定位儀的生產(chǎn)商對美國政府實(shí)施的SA政策大為不滿，考慮到美國的商業(yè)利益美國政府最后不得不于2000年5月2日取消SA政策。

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4、雙星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（北斗一號）

1982年7月，美國L.A.Lvarez和C.Trophy及F.Rose三位科學(xué)家提出主動(dòng)式衛(wèi)星導(dǎo)航通信系統(tǒng),并于1982年12月完成了總體設(shè)計(jì),定名為GEOSTAR。該系統(tǒng)是一個(gè)局域?qū)崟r(shí)導(dǎo)航定位系統(tǒng)，據(jù)1991年9月的報(bào)導(dǎo),由于GEOSTAR系統(tǒng)缺乏競爭能力,擬投資的用戶日漸減少,最后不得不中斷該系統(tǒng)的建設(shè)。而我國類似GEOSTAR系統(tǒng)的雙星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（北斗一號），已于2000年底發(fā)射了兩顆同步靜止定位衛(wèi)星，并完成了大量的測試工作。該系統(tǒng)的第三顆同步靜止定位衛(wèi)星，在2003年5月25日發(fā)射，于6月3日5時(shí)順利定點(diǎn)，系統(tǒng)大功告成。

4.1雙星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的組成:

（1）衛(wèi)星星座：由3顆同步靜止衛(wèi)星組成（其中1顆在軌備用）。軌道傾角i =0°；公轉(zhuǎn)周期T=24h恒星時(shí)；軌道高度H=36000km。

（2）地面系統(tǒng)：一個(gè)中心站:負(fù)責(zé)系統(tǒng)測控、定位信號的發(fā)射與接收、用戶坐標(biāo)的解算與發(fā)布、雙向授時(shí)等。

4.2雙星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)：

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（1）服務(wù)區(qū)域：70°~145°E； 5°~55°N

（2）用戶設(shè)備：定位收發(fā)機(jī)的瞬間發(fā)射功率較大。

（3）定位精度：平面精度±20m；垂直精度±10m。

4.3雙星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的定位原理：

雙星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的定位原理如圖7所示：地面中心站通過2顆同步靜止定位衛(wèi)星傳送測距問詢信號，如果用戶需要定位則馬上回復(fù)應(yīng)答信號。地面中心站可根據(jù)用戶的應(yīng)答信號的時(shí)差計(jì)算出戶星距離，這樣以兩顆定位衛(wèi)星為中心以兩個(gè)戶星距離為半徑可作出兩個(gè)定位球。而兩個(gè)定位球又和地面交出兩個(gè)定位圓，用戶必定位于兩個(gè)定位圓相交的兩個(gè)點(diǎn)上（這兩個(gè)交點(diǎn)一定是以赤道為對稱軸南北對稱的）。地面中心站求出用戶坐標(biāo)后，再根據(jù)坐標(biāo)在地面數(shù)字高程模型讀出用戶高程——進(jìn)而讓衛(wèi)星轉(zhuǎn)告用戶。

雙星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡單投資少，而最大缺點(diǎn)是他只能實(shí)施局域定位，接收發(fā)射機(jī)功率大且笨重還會暴露用戶目標(biāo)，在戰(zhàn)時(shí)這是兵家最忌諱的事情。

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5、伽俐略系統(tǒng)（GNSS）

從1994年歐盟已開始對伽利略（GNSS）系統(tǒng)方案實(shí)施論證。2000年歐盟已向世界無線電委員會申請并獲準(zhǔn)建立伽利略（GNSS）系統(tǒng)的L頻段的頻率資源。2002年3月歐盟15國交通部長一致同意伽利略（GNSS）系統(tǒng)的建設(shè)。該系統(tǒng)由歐盟各政府和私營企業(yè)共同投資（36億歐元），是將來精度最高的全開放的新一代定位系統(tǒng)。

5.1系統(tǒng)組成：

①衛(wèi)星星座：由3個(gè)獨(dú)立的圓形軌道，30顆GNSS衛(wèi)星組成（27顆工作衛(wèi)星，3顆備用衛(wèi)星）。衛(wèi)星的軌道傾角i =56°；衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期T=14h23m14S恒星時(shí)；軌道高度H=23616km。

②地面系統(tǒng)：在歐洲建立2個(gè)控制中心；在全球構(gòu)建監(jiān)控網(wǎng)。

③定位原理：與GPS相同。

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④定位精度：導(dǎo)航定位精度比目前任何系統(tǒng)都高。

5.2計(jì)劃實(shí)施：

① 1994年開始進(jìn)入方案論證階段；

② 2003年開始發(fā)射兩顆試驗(yàn)衛(wèi)星進(jìn)入試驗(yàn)階段；

③ 2008年整個(gè)伽利略（GNSS）系統(tǒng)建成并投入使用；

6、第二代衛(wèi)星定位系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)與前景

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6.1第二代衛(wèi)星定位系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)

第二代衛(wèi)星定位系統(tǒng)是以其高精度、全天候、高效率、多功能、易操作、應(yīng)用廣等特點(diǎn)而著稱的。

（1）定位精度高：應(yīng)用實(shí)踐表明，GPS靜態(tài)相對定位精度在50km以內(nèi)可達(dá)10-6，100～500km可達(dá) 10-7，1000km以上可達(dá) 10-9。在3000～1500m工程精密定位中，1小時(shí)以上觀測解算的平面位置誤差小于1mm。

（2）觀測時(shí)間短：隨著GPS系統(tǒng)的不斷完善，解算軟件的不斷更新，目前20km以內(nèi)，靜態(tài)相對定位時(shí)間只需15～20分鐘；15km以內(nèi)快速靜態(tài)相對定位時(shí)間僅需1～2分鐘；動(dòng)態(tài)相對定位，當(dāng)模糊度確定后，流動(dòng)站僅需幾秒鐘可確定一個(gè)厘米級的定位數(shù)據(jù)。

（3）測站間無需通視：GPS測量不要求測站之間相互通視，只需測站上空開闊即可，因此可節(jié)省大量的造標(biāo)費(fèi)用。由于無需點(diǎn)間通視，測量控制點(diǎn)位置可根據(jù)需要可稀可密，使選點(diǎn)工作十分靈活，也可省去經(jīng)典大地網(wǎng)中傳算點(diǎn)、過渡點(diǎn)的測量工作。

（4）一次測量即獲三維坐標(biāo)：在經(jīng)典大地測量中平面位置與高程是采用兩種不同方法分別測量的，工作量大測量過程繁瑣。而GPS測量則可同時(shí)精確測定站位的三維直角坐標(biāo)或三維大地坐標(biāo)，這種高效率是傳統(tǒng)測量不可比擬的。目前GPS水準(zhǔn)測量可達(dá)到4等精度水平，當(dāng)然這與解算軟件選用的大地水準(zhǔn)面模型（重力場模型）和當(dāng)?shù)厮疁?zhǔn)面擬合精度有密切關(guān)系。

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（5）易操作全天候作業(yè)：隨著GPS接收機(jī)的不斷改進(jìn)，接收機(jī)的智能化、自動(dòng)化程度越來越高，接收機(jī)的體積越來越小，重量越來越輕，大大減輕測量外業(yè)工作的勞動(dòng)強(qiáng)度。另外GPS測量不受陰天黑夜、刮風(fēng)下雨、下雪霧障等惡劣天氣的影響，可以在一天24小時(shí)隨時(shí)進(jìn)行測量。

6.2第二代衛(wèi)星定位系統(tǒng)的應(yīng)用前景廣闊

美國發(fā)展第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)其初衷是用于導(dǎo)航、收集情報(bào)等軍事目的。但是，后來的應(yīng)用開發(fā)表明，GPS系統(tǒng)不僅可以達(dá)到上述目的，而且經(jīng)載波信號相位測量的開發(fā)利用，GPS系統(tǒng)還可以進(jìn)行厘米級甚至毫米級精度的靜態(tài)相對定位，分米級至亞分米級精度的動(dòng)態(tài)定位，亞米級至厘米級精度的速度測量和毫秒級精度的時(shí)間測量。因此GPS系統(tǒng)展現(xiàn)了極其廣闊的應(yīng)用前景。在軍事上，用GPS信號可以進(jìn)行海、陸、空全天候精確導(dǎo)航，戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)略導(dǎo)彈的精確制導(dǎo)；在大地測量工程測量中可以進(jìn)行靜態(tài)、動(dòng)態(tài)的精確定位，對于測繪領(lǐng)域，GPS定位技術(shù)已經(jīng)用于建立高精度的全國性大地測量控制網(wǎng)。建立陸地海洋大地測量基準(zhǔn)，進(jìn)行高精度的海島陸地聯(lián)測和海洋測繪；用于測定全球性的地球動(dòng)態(tài)參數(shù)，監(jiān)測地球板塊運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和地殼變形；在公安、公交、物流等方面可利用車載GPS系統(tǒng), 進(jìn)行長距離的交通管制和調(diào)度；在科學(xué)研究方面可利用GPS系統(tǒng)進(jìn)行高精度守時(shí)，或氣象要素的監(jiān)測；在航空航天遙感方面可利用機(jī)載、星載GPS進(jìn)行攝影瞬間的照相光心定位，實(shí)現(xiàn)地面無控制點(diǎn)的快速成圖，導(dǎo)致地理信息系統(tǒng)、全球環(huán)境遙感監(jiān)測的劃時(shí)代技術(shù)革命。

第二篇：GPS衛(wèi)星定位管理系統(tǒng)

GPS衛(wèi)星定位管理系統(tǒng)

座落于廈門軟件園的都飛（福建）信息科技有限公司(flygps.com.cn/)，成立于2008年，注冊資金500萬元，擁有一體化的辦公環(huán)境，一支專業(yè)的研發(fā)和服務(wù)隊(duì)伍。

本著“誠信務(wù)實(shí)，以人為本”的經(jīng)營理念，以“塑造最受客戶尊敬和信賴的合作伙伴”為企業(yè)宗旨，致力于GPS衛(wèi)星定位、GIS地理信息、RFID射頻技術(shù)等專業(yè)領(lǐng)域的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和運(yùn)營。經(jīng)過四個(gè)年頭的發(fā)展，公司取得美國最大的flying gps(軍工類）定位器于國內(nèi)首家的福建總代理權(quán)，并且先后獲得《誠信商家》稱號、廈門市技術(shù)貿(mào)易機(jī)構(gòu)、廈門市雙軟認(rèn)證企業(yè)、福建省交通廳GPS運(yùn)營資質(zhì)、廈門、三明、龍巖等運(yùn)管處GPS運(yùn)營資質(zhì)，擁有多項(xiàng)自主知識產(chǎn)權(quán)（軟件著作權(quán)，專利）等等。

都飛信息科技公司正是憑借著優(yōu)質(zhì)的服務(wù)和務(wù)實(shí)的作風(fēng)，樹立了良好的企業(yè)形象，在智能交通，GPS衛(wèi)星領(lǐng)域奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并創(chuàng)造了輝煌的成就，為城市的交通智能化，信息完善化作出了巨大的貢獻(xiàn)。

經(jīng)營范圍

一站式GPS整體解決方案，移動(dòng)位置應(yīng)用解決方案；GPS衛(wèi)星定位管理系統(tǒng)、ERP管理系統(tǒng)、OA辦公系統(tǒng)、RFID射頻技術(shù)應(yīng)用、智能交通系統(tǒng)、安防監(jiān)控系統(tǒng)等軟件和相關(guān)硬件產(chǎn)品的開發(fā)與銷售，并提供優(yōu)質(zhì)的技術(shù)咨詢與服務(wù)。企業(yè)目標(biāo)

客戶至上，服務(wù)第一 科技領(lǐng)先，再創(chuàng)佳績 管理理念 誠信 協(xié)作 責(zé)任 創(chuàng)新

發(fā)展愿景

都飛（福建）信息科技有限公司將不斷提升公司主營的GPS衛(wèi)星定位、GIS地理信息、RFID射頻技術(shù)等專業(yè)領(lǐng)域的服務(wù)價(jià)值和市場競爭力，秉承“客戶至上，服務(wù)一流，品質(zhì)第一”的理念，以更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)和產(chǎn)品價(jià)值，成為城市的智能交通發(fā)展和信息化建設(shè)的強(qiáng)有力的后盾。

第三篇：衛(wèi)星定位系統(tǒng)升級改造報(bào)告

衛(wèi)星定位系統(tǒng)升級改造報(bào)告

我公司自車輛開始營運(yùn)至現(xiàn)在共經(jīng)歷兩代衛(wèi)星定位系統(tǒng)，2014年7月份以前公司使用的為美國GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，其車輛動(dòng)態(tài)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)精細(xì)，設(shè)備數(shù)據(jù)真實(shí)性高，設(shè)備故障率低等特點(diǎn)。2014年7月以后由于國內(nèi)的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)發(fā)展成熟，根據(jù)上級部門要求，公司車輛全部更換成北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)，自更改后衛(wèi)星定位系統(tǒng)以后，車輛監(jiān)控就頻繁出現(xiàn)車輛漂移，車輛不定位，車輛無故離線等系列設(shè)備故障，特別是近幾個(gè)月，車載衛(wèi)星定位系統(tǒng)問題頻出，給車輛監(jiān)控故障帶來巨大的監(jiān)控風(fēng)險(xiǎn)同時(shí)也與上級部門的要求相違背。其次因?yàn)楸O(jiān)控設(shè)備問題造成人員違規(guī)次數(shù)多，疲勞駕駛、超速駕駛問題嚴(yán)重，有時(shí)車輛出車系統(tǒng)顯示疲勞駕駛多達(dá)十幾次，嚴(yán)重影響了公司車輛的正常運(yùn)行和駕駛員工作的心情，無論是對公司還是人員都造成了很壞的影響。經(jīng)過與新飛電子溝通，新飛電子決定向公司派遣兩名技術(shù)骨干，幫助我們系統(tǒng)的升級改造和故障評判工作?，F(xiàn)將情況報(bào)告如下： 維修升級前后對比

3月10日，新飛電子分別向公司派遣技術(shù)部工程師王哲同志和售后硬件維修工程師林凱同志對我公司的衛(wèi)星定位系統(tǒng)進(jìn)行升級和維修，實(shí)現(xiàn)了：

1、車輛上線率達(dá)100% 維護(hù)前，存在掉線現(xiàn)象頻繁，經(jīng)過維修公司車輛逐步實(shí)現(xiàn)了車輛全部在線，保障了車輛上線率，符合了上級運(yùn)管部門對危運(yùn)車輛的要求和國家5號令的要求。

2、實(shí)現(xiàn)駕駛員信息實(shí)時(shí)監(jiān)控 系統(tǒng)為升級前，車輛駕駛管控完全就是傳統(tǒng)的辦公方法，想知道這個(gè)時(shí)間段內(nèi)是哪個(gè)駕駛員在駕駛車輛的話，除了公司后來新買的8輛新車可以查看3G實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)z像頭，其他的車輛全部都靠電話聯(lián)系，這樣的方法不僅效率低下，而且還存在信息的失真性。很多時(shí)候人員即將疲勞或超速，等監(jiān)控人員電話聯(lián)系到個(gè)人是報(bào)警已經(jīng)響起，無論是給個(gè)人還是公司都帶來了一定的影響。除此之外不能夠?qū)崟r(shí)清楚駕駛員的信息也就造成了車輛很多違章無人承認(rèn)，出了事故還要重新自查，才能找出當(dāng)事人。升級后的系統(tǒng)不僅能將駕駛員登陸信息實(shí)時(shí)顯示（車輛駕駛員無論在何時(shí)何地駕駛公司車輛，監(jiān)控即可知道是何人在駕駛），而且還有短信息自發(fā)的功能，監(jiān)控人員只要右擊即將超速或疲勞的車輛，就能將提醒信息發(fā)送至當(dāng)前車輛，車載系統(tǒng)會以語音播報(bào)的形式提醒駕駛?cè)?。通過此方法，升級后可以有效的遏制了人員疲勞率，違章駕駛短信實(shí)時(shí)互動(dòng)提醒，解決了車輛違章監(jiān)控員不能及時(shí)通知到違章人員的問題。

3、增設(shè)車輛電子圍欄功能

以前的監(jiān)控系統(tǒng)沒有車輛電子圍欄時(shí)的車輛運(yùn)輸工作，駕駛員運(yùn)輸路線隨意性大，以濮陽油田5號站為例，公司車輛有的行駛張林路，有的行駛新濮路，有點(diǎn)行駛新長路，路途不一樣，到達(dá)時(shí)間就會不一樣，車輛行駛越分散安全風(fēng)險(xiǎn)就會成倍加大，無形中增加了運(yùn)輸成本和運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)。電子圍欄（就是車輛行駛路線全部由部門監(jiān)控員根據(jù)車輛經(jīng)常行駛的路線或固定的客戶地址而設(shè)定的區(qū)域）的增加使用就可以很好的防止車輛駕駛員根據(jù)自已主觀意識而私自改變原有運(yùn)輸線路，增加營運(yùn)風(fēng)險(xiǎn)，增加電子圍欄可以將運(yùn)輸車輛牢牢控制在預(yù)定的運(yùn)輸區(qū)域內(nèi)，如果車輛超越圍欄，那么系統(tǒng)會自動(dòng)報(bào)警提示車輛回到原設(shè)定的區(qū)域，最后還會將出線車輛自動(dòng)記錄并上報(bào)監(jiān)控員，監(jiān)控員根據(jù)系統(tǒng)的提示將違規(guī)車輛和駕駛員登記在案，待車輛回場后做出相應(yīng)的處罰或決定。

此外此功能的實(shí)現(xiàn)，也解決了補(bǔ)助造發(fā)工作量大的問題。隨著公司車輛人員日益增多，每月的造發(fā)人員補(bǔ)助也成了最令人頭疼的事，工作量大錯(cuò)誤率高。但電子圍欄系統(tǒng)會將車輛行駛里程自動(dòng)記錄并生成電子報(bào)表，這樣不僅能省去管理人員的工作量還保證了數(shù)據(jù)的正確率，為以后公司加大運(yùn)輸能力提供了可以參考的依據(jù)。

4、基本實(shí)現(xiàn)車輛實(shí)時(shí)監(jiān)控

近幾個(gè)月，公司車輛事故較為多，雖然大事故沒有，但小事故頻發(fā)，事故發(fā)生后，大家都在極力的還原事故發(fā)生上一秒的情景，還原情況大致如下：要么是轉(zhuǎn)彎是否按照要求打開轉(zhuǎn)向燈，是否是提前還是事后，要么是遇到行人是否減速，或者晚上遇到迎面來車是否按照要求會燈等，在以前我們這樣的要求是不會實(shí)現(xiàn)的，但是升級后的系統(tǒng)可以將以上問題輕松搞定，監(jiān)控設(shè)備將車輛燈光，剎車，關(guān)聯(lián)到監(jiān)控設(shè)備上，比如駕駛?cè)藛T打左轉(zhuǎn)向，系統(tǒng)會出現(xiàn)左轉(zhuǎn)向燈光的提示，監(jiān)控人員就會清楚的知道車輛是否進(jìn)行左轉(zhuǎn)作業(yè)，如果出現(xiàn)剎車提示，監(jiān)控人員就會清楚的知道車輛前方有障礙物，像這樣的動(dòng)作系統(tǒng)不僅會顯示而且還會自動(dòng)保存，不僅能還原情景還能規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，并且實(shí)時(shí)監(jiān)控。所以說綜合上述監(jiān)控人員基本上實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)車輛監(jiān)控。下步工作標(biāo)準(zhǔn)

三天內(nèi)通過與新飛電子人員的溝通，不僅了解設(shè)備的運(yùn)行情況和簡單故障排除維修，還從他們身上知道了更多先進(jìn)企業(yè)的監(jiān)控情況，具體監(jiān)控崗位下步工作如下：

1、人員細(xì)化，責(zé)任到人

近期，隨著公司對車輛安全加大了安全監(jiān)控力度，設(shè)備人為損壞率也隨之加大，為盡可能減小損失，部門將細(xì)化監(jiān)控規(guī)定，擬將車輛車長定位車輛監(jiān)控設(shè)備的第一責(zé)任人，負(fù)責(zé)本車輛監(jiān)控設(shè)備的保養(yǎng)和日常維護(hù)。其次，為更好的使用監(jiān)控設(shè)備，部門監(jiān)控崗位將定期聯(lián)合新飛電子到公司為部門駕駛?cè)藛T進(jìn)行設(shè)備的使用和維護(hù)等專業(yè)知識的培訓(xùn)。

2、開發(fā)駕駛員駕駛數(shù)據(jù)簡化程序

現(xiàn)在的駕駛?cè)藛T從登簽成功到4小時(shí)后的退簽，之間設(shè)備會每隔1分鐘將駕駛員信息通過SIM卡傳送至監(jiān)控平臺，這樣傳送往往量大，經(jīng)過11號、12號兩天的調(diào)試，一個(gè)駕駛員連續(xù)駕駛4小時(shí)后，監(jiān)控平臺傳送的駕駛信息多達(dá)100來?xiàng)l，如果導(dǎo)出打印量大，不便于管理人員查看駕駛信息，下步將聯(lián)合新飛電子公司開發(fā)從駕駛?cè)藛T登簽成功電腦自動(dòng)錄入保存一次和駕駛?cè)藛T退簽成功自動(dòng)錄入一次，一人從開始駕駛到結(jié)束駕駛電腦自動(dòng)錄入兩次，這樣記錄后期方便監(jiān)控人員查看和記錄。

3、使用拾音器

為了更好的加強(qiáng)對車輛管理和人員管控，特別是行駛中避免碰瓷現(xiàn)象，關(guān)鍵時(shí)候規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。而拾音器能最大的提高規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的系數(shù)，使用拾音器初步能實(shí)現(xiàn)以下愿望： ①主喊負(fù)聽，就是監(jiān)控員能實(shí)時(shí)對正在違規(guī)駕駛的人員進(jìn)行喊話作業(yè)，及時(shí)將違規(guī)信息傳送至違規(guī)人員。

②負(fù)喊主聽，遇到緊急情況。例如：車輛事故，車輛損壞等突發(fā)事件，當(dāng)事人能緊急向公司進(jìn)行呼叫作業(yè)，而公司監(jiān)控也能以最快的速度將車輛及人員信息傳送至領(lǐng)導(dǎo)處，盡快完成車輛和人員的搶救作業(yè)。③緊急情況監(jiān)聽，如果車輛和人員遇到緊急情況，例如：截路、碰瓷等性質(zhì)較為惡劣的情況，駕駛?cè)藛T可以手動(dòng)打開監(jiān)聽設(shè)備，為以后公司或公安取證提供較為詳細(xì)的證據(jù)鏈。加強(qiáng)大數(shù)據(jù)庫的能力

現(xiàn)在公司衛(wèi)星定位設(shè)備初步實(shí)現(xiàn)車輛行駛公里數(shù)，但車輛油耗還處在空白階段，如果能將車輛的油耗利用監(jiān)控設(shè)備自動(dòng)處理，將提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。通過近期的工作，我深深感到自己的能力還是有限的，衛(wèi)星定位系統(tǒng)是一門較為高科技的技術(shù)工種，又是一門較為復(fù)雜是工種，如何更好的完成工作，我認(rèn)為一是加強(qiáng)學(xué)習(xí)的頻次，二是經(jīng)常與其他公司監(jiān)控做定期的交流，只有交流才能將最先進(jìn)的想法迸發(fā)出來，三是選標(biāo)桿，通過參觀學(xué)習(xí)，將監(jiān)控技術(shù)先進(jìn)的公司監(jiān)控技術(shù)用到公司監(jiān)控。最終實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、調(diào)度一體化，將車輛、人員完美配置，降低資源的浪費(fèi)，降低運(yùn)輸成本。張名楊

第四篇：中國北斗衛(wèi)星工作原理

中國北斗衛(wèi)星工作原理，他的未來發(fā)展前景？

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國正在實(shí)施的自主研發(fā)、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，縮寫為BDS，與美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯、歐盟的伽利略系統(tǒng)兼容共用的全球衛(wèi)星導(dǎo)航

系統(tǒng)，并稱全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)2011年12月27日起提供連續(xù)導(dǎo)航定位與授時(shí)服務(wù)。

工作原理：

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端三部分組成?？臻g端包括5顆靜止軌道和30顆非靜止軌道衛(wèi)星。地面端包括主控站、注入站和監(jiān)測站等若干個(gè)地面站。用戶端由北斗用戶終端以及與美國GPS、俄羅斯 “格洛納斯”、歐盟伽利略等其他衛(wèi)星導(dǎo)航器兼容的終端組成。首先由中心控制系統(tǒng)向衛(wèi)星I和衛(wèi)星II同時(shí)發(fā)送詢問信號，經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器向服務(wù)區(qū)內(nèi)的用戶廣播。用戶響應(yīng)其中一顆衛(wèi)星的詢問信號，并同時(shí)向兩顆衛(wèi)星發(fā)送響應(yīng)信號，經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)回中心控制系統(tǒng)。中心控制系統(tǒng)接收并解調(diào)用戶發(fā)來的信號，然后根據(jù)用戶的申請服務(wù)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。對定位申請，中心控制系統(tǒng)測出兩個(gè)時(shí)間延遲：即從中心控制系統(tǒng)發(fā)出詢問信號，經(jīng)某一顆衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)到達(dá)用戶，用戶發(fā)出定位響應(yīng)信號，經(jīng)同一顆衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)回中心控制系統(tǒng)的延遲；和從中心控制發(fā)出詢問信號，經(jīng)上述同一衛(wèi)星到達(dá)用戶，用戶發(fā)出響應(yīng)信號，經(jīng)另一顆衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)回中心控制系統(tǒng)的延遲。由于中心控制系統(tǒng)和兩顆衛(wèi)星的位置均是已知的，因此由上面兩個(gè)延遲量可以算出用戶到第一顆衛(wèi)星的距離，以及用戶到兩顆衛(wèi)星距離之和，從而知道用戶處于一個(gè)以第一顆衛(wèi)星為球心的一個(gè)球面，和以兩顆衛(wèi)星為焦點(diǎn)的橢球面之間的交線上。另外中心控制系統(tǒng)從存儲在計(jì)算機(jī)內(nèi)的數(shù)字化地形圖查尋到用戶高程值，又可知道用戶處于某一與地球基準(zhǔn)橢球面平行的橢球面上。從而中心控制系統(tǒng)可最終計(jì)算出用戶所在點(diǎn)的三維坐標(biāo)，這個(gè)坐標(biāo)經(jīng)加密由出站信號發(fā)送給用戶。

發(fā)展前景：

中國計(jì)劃2012年左右，“北斗”系統(tǒng)將覆蓋亞太地區(qū)，2020年左右覆蓋全球。我國正在實(shí)施北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)，已成功發(fā)射十六顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。根據(jù)系統(tǒng)建設(shè)總體規(guī)劃，2012年左右，系統(tǒng)將首先具備覆蓋亞太地區(qū)的定位、導(dǎo)航和授時(shí)以及短報(bào)文通信服務(wù)能力。2020年左右，建成覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

第五篇：城市發(fā)展目標(biāo)及定位

江門城市發(fā)展目標(biāo)及定位

江門市區(qū)發(fā)展目標(biāo)的確定應(yīng)當(dāng)充分考慮江門市區(qū)發(fā)展的優(yōu)劣勢條件和發(fā)展機(jī)遇因素；保持和擴(kuò)展已獲得的發(fā)展成就；借鑒相關(guān)規(guī)劃中的江門發(fā)展目標(biāo)；也應(yīng)當(dāng)充分吸納國際社會共同認(rèn)可的21世紀(jì)城市發(fā)展目標(biāo)與準(zhǔn)則。因此，本次總體規(guī)劃修編提出的江門市區(qū)發(fā)展的總目標(biāo)可以描述為：

在規(guī)劃期內(nèi)，統(tǒng)籌整合各類資源，全力推動(dòng)落實(shí)《珠江三角洲地區(qū)改革發(fā)展規(guī)劃綱要（2008-2020年）》確定的發(fā)展目標(biāo)、發(fā)展重點(diǎn)、政策措施和重大工程。積極參與珠三角地區(qū)改革發(fā)展，努力打造珠三角電力能源、先進(jìn)制造業(yè)重點(diǎn)發(fā)展區(qū)，加快建設(shè)珠三角有僑鄉(xiāng)特色的生態(tài)型宜居典范城市，大力發(fā)展城市商務(wù)、物流、文化創(chuàng)意和休閑旅游業(yè)，強(qiáng)化城市現(xiàn)代服務(wù)功能，把江門市區(qū)建設(shè)成為綜合實(shí)力雄厚的、全面協(xié)調(diào)發(fā)展的、有較強(qiáng)輻射力和吸引力、現(xiàn)代化的珠江三角洲經(jīng)濟(jì)區(qū)西部重要城市，促進(jìn)江門經(jīng)濟(jì)跨越式發(fā)展。力爭在探索科學(xué)發(fā)展新模式上為全省提供示范。

（1）打造珠三角先進(jìn)制造業(yè)重點(diǎn)發(fā)展區(qū)：江門先進(jìn)制造業(yè)重點(diǎn)發(fā)展區(qū)，要規(guī)?；l(fā)展先進(jìn)制造業(yè)，大力發(fā)展生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)，做大做強(qiáng)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，打造若干具有國際競爭力的產(chǎn)業(yè)集群，形成新的經(jīng)濟(jì)增長極。

（2）建設(shè)珠三角有僑鄉(xiāng)特色的生態(tài)型宜居典范城市：發(fā)揮僑鄉(xiāng)文化優(yōu)勢，傳承五邑歷史文脈，建設(shè)文化名城。加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，發(fā)展綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)，突出濱江、山水、園林城市特色，完善生活服務(wù)設(shè)施，建設(shè)珠三角有僑鄉(xiāng)特色的生態(tài)型宜居典范城市。

（3）強(qiáng)化城市現(xiàn)代服務(wù)功能：結(jié)合我市實(shí)際，重點(diǎn)發(fā)展具有比較優(yōu)勢的商務(wù)、物流、休閑旅游、文化創(chuàng)意等產(chǎn)業(yè)。強(qiáng)化城市中心，增強(qiáng)輻射、帶動(dòng)能力，促進(jìn)江門經(jīng)濟(jì)跨越式發(fā)展。

（4）打造區(qū)域交通樞紐：加快港口、高速公路、軌道等重大交通設(shè)施和區(qū)域性交通樞紐建設(shè)，增強(qiáng)珠三角西部門戶地位。全面實(shí)現(xiàn)與珠三角現(xiàn)代交通網(wǎng)絡(luò)銜接，加快江門融入粵、港、澳經(jīng)濟(jì)圈。