第一篇：最新淺析gps導(dǎo)航原理論文

摘 要 本文重點分析了各種不同的地球坐標(biāo)系以及互相轉(zhuǎn)換，闡述了GPS定位的基本原理，分析了其主要誤差來源以及消除方法，并給出了相應(yīng)的疊代算法，最后，對該方法的實現(xiàn)過程提出了自己的觀點。

關(guān)鍵詞 GPS；導(dǎo)航；星歷；誤差

全球定位系統(tǒng)(GPS)是英文Global Positioning System的字頭縮寫詞的簡稱。它的含義是利用導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行測時和測距，以構(gòu)成全球定位系統(tǒng)。它是由美國國防部主導(dǎo)開發(fā)的一套具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實時三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。

GPS用戶部分的核心是GPS接收機(jī)。其主要由基帶信號處理和導(dǎo)航解算兩部分組成。其中基帶信號處理部分主要包括對GPS衛(wèi)星信號的二維搜索、捕獲、跟蹤、偽距計算、導(dǎo)航數(shù)據(jù)解碼等工作。導(dǎo)航解算部分主要包括根據(jù)導(dǎo)航數(shù)據(jù)中的星歷參數(shù)實時進(jìn)行各可視衛(wèi)星位置計算；根據(jù)導(dǎo)航數(shù)據(jù)中各誤差參數(shù)進(jìn)行星鐘誤差、相對論效應(yīng)誤差、地球自轉(zhuǎn)影響、信號傳輸誤差(主要包括電離層實時傳輸誤差及對流層實時傳輸誤差)等各種實時誤差的計算，并將其從偽距中消除；根據(jù)上述結(jié)果進(jìn)行接收機(jī)PVT（位置、速度、時間）的解算；對各精度因子(DOP)進(jìn)行實時計算和監(jiān)測以確定定位解的精度。

本文中重點討論GPS接收機(jī)的導(dǎo)航解算部分，基帶信號處理部分可參看有關(guān)資料。本文討論的假設(shè)前提是GPS接收機(jī)已經(jīng)對GPS衛(wèi)星信號進(jìn)行了有效捕獲和跟蹤，對偽距進(jìn)行了計算，并對導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行了解碼工作。地球坐標(biāo)系簡述

圖1背景圖片

要描述一個物體的位置必須要有相關(guān)聯(lián)的坐標(biāo)系，地球表面的GPS接收機(jī)的位置是相對于地球而言的。因此，要描述GPS接收機(jī)的位置，需要采用固聯(lián)于地球上隨同地球轉(zhuǎn)動的坐標(biāo)系、即地球坐標(biāo)系作為參照系。

地球坐標(biāo)系有兩種幾何表達(dá)形式，即地球直角坐標(biāo)系和地球大地坐標(biāo)系。地球直角坐標(biāo)系的定義是：原點O與地球質(zhì)心重合，Z軸指向地球北極，X軸指向地球赤道面與格林威治子午圈的交點(即0經(jīng)度方向)，Y軸在赤道平面里與XOZ構(gòu)成右手坐標(biāo)系(即指向東經(jīng)90度方向)。

地球大地坐標(biāo)系的定義是：地球橢球的中心與地球質(zhì)心重合，橢球的短軸與地球自轉(zhuǎn)軸重合。地球表面任意一點的大地緯度為過該點之橢球法線與橢球赤道面的夾角 φ，經(jīng)度為該點所在之橢球子午面與格林威治大地子午面之間的夾角λ，該點的高度h為該點沿橢球法線至橢球面的距離。設(shè)地球表面任意一點P在地球直角坐標(biāo)系內(nèi)表達(dá)為P(x，y，z)，在地球大地坐標(biāo)系內(nèi)表達(dá)為P(φ，λ，h)。則兩者互換關(guān)系為：大地坐標(biāo)系變?yōu)橹苯亲鴺?biāo)系：

（1）

式中：n為橢球的卯酉圈曲率半徑，e為橢球的第一偏心率。

若橢球的長半徑為a，短半徑為b，則有

（2）

直角坐標(biāo)系變?yōu)榇蟮刈鴺?biāo)系，可由下述方法求得

φ由疊代法獲得

φc為地心緯度，ep為橢圓率

可設(shè)初始值φ=φc 進(jìn)行疊代，直到|φi=1-φi| 小于某一門限為止。

這兩種坐標(biāo)系在定位系統(tǒng)中經(jīng)常交叉使用，必須熟悉兩種坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。GPS定位中主要誤差及消除算法

GPS定位中的主要誤差有：星鐘誤差，相對論誤差，地球自轉(zhuǎn)誤差，電離層和對流層誤差。

1）星鐘誤差

星鐘誤差是由于星上時鐘和GPS標(biāo)準(zhǔn)時之間的誤差形成的，GPS測量以精密測時為依據(jù)，星鐘誤差時間上可達(dá)1ms，造成的距離偏差可達(dá)到300Km，必須加以消除。一般用二項式表示星鐘誤差。

（3）

GPS星歷中通過發(fā)送二項式的系數(shù)來達(dá)到修正的目的。經(jīng)此修正以后，星鐘和GPS標(biāo)準(zhǔn)時之間的誤差可以控制在20ns之內(nèi)。

2）相對論誤差

由相對論理論，在地面上具有頻率 的時鐘安裝在以速度 運行的衛(wèi)星上以后，時鐘頻率將會發(fā)生變化，改變量為：

即衛(wèi)星上時鐘比地面上要慢，要修正此誤差，可采用系數(shù)改進(jìn)的方法。GPS星歷中廣播了此系數(shù)用以消除相對論誤差，可以將相對論誤差控制在70ns以內(nèi)。

3）地球自轉(zhuǎn)誤差

GPS定位采用的是與地球固連的協(xié)議地球坐標(biāo)系，隨地球一起繞z軸自轉(zhuǎn)。衛(wèi)星相對于協(xié)議地球系的位置(坐標(biāo)值)，是相對歷元而言的。若發(fā)射信號的某一瞬間，衛(wèi)星處于協(xié)議坐標(biāo)系中的某個位置，當(dāng)?shù)孛娼邮諜C(jī)接收到衛(wèi)星信號時，由于地球的自轉(zhuǎn)，衛(wèi)星已不在發(fā)射瞬時的位置〔坐標(biāo)值)處了。也就是說，為求解接收機(jī)接收衛(wèi)星信號時刻在協(xié)議坐標(biāo)系中的位置，必須以該時刻的坐標(biāo)系作為求解的參考坐標(biāo)系。而求解衛(wèi)星位置時所使用的時刻為衛(wèi)星發(fā)射信號的時刻。這樣，必須把該時刻求解的衛(wèi)星位置轉(zhuǎn)化到參考坐標(biāo)系中的位置。

設(shè)地球自轉(zhuǎn)角速度為 we，發(fā)射信號瞬時到接收信號瞬時的信號傳播延時為△t，則在此時間過程中升交點經(jīng)度調(diào)整為

則三維坐標(biāo)調(diào)整為

（4）

地球自轉(zhuǎn)引起的定位誤差在米級，精密定位時必須考慮加以消除。

4）電離層和對流層誤差

電離層是指地球上空距地面高度在50-1000km 之間的大氣層。電離層中的氣體分子由于受到太陽等天體各種射線輻射，產(chǎn)生強(qiáng)烈的電離，形成大量的自由電子和正離子。

電離層誤差主要有電離層折射誤差和電離層延遲誤差組成。其引起的誤差垂直方向可以達(dá)到50米左右，水平方向可以達(dá)到150米左右。目前，還無法用一個嚴(yán)格的數(shù)學(xué)模型來描述電子密度的大小和變化規(guī)律，因此，消除電離層

誤差采用電離層改正模型或雙頻觀測加以修正。

對流層是指從地面向上約40km范圍內(nèi)的大氣底層，占整個大氣質(zhì)量的99%。其大氣密度比電離層更大，大氣狀態(tài)也更復(fù)雜。對流層與地面接觸，從地面得到輻射熱能，溫度隨高度的上升而降低。對流層折射包括兩部分：一是由于電磁波的傳播速度或光速在大氣中變慢造成路徑延遲，這占主要部分；二是由于GPS衛(wèi)星信號通過對流層時，也使傳播的路徑發(fā)生彎曲，從而使測量距離產(chǎn)生偏差。在垂直方向可達(dá)到2.5米，水平方向可達(dá)到20米。對流層誤差同樣通過經(jīng)驗?zāi)Ｐ蛠磉M(jìn)行修正。

GPS星歷中通過給定電離層對流層模型以及模型參數(shù)來消除電離層和對流層誤差。實驗資料表明，利用模型對電離層誤差改進(jìn)有效性達(dá)到75%，對流層誤差改進(jìn)有效性為95%。GPS星歷結(jié)構(gòu)及解算過程

要得到接收機(jī)的位置，在接收機(jī)時鐘和GPS標(biāo)準(zhǔn)時嚴(yán)格同步的情況下，則待求解位置是3個未知變量，需要3個獨立方程來求解。但是實際情況中，很難做到接收機(jī)時鐘和GPS標(biāo)準(zhǔn)時嚴(yán)格同步，這樣，我們把接收機(jī)時間和GPS標(biāo)準(zhǔn)時間偏差也作為一個未知變量，這樣，求解就需要4個獨立方程，也就是需要有4顆觀測衛(wèi)星。

圖1 GPS定位示意圖（未考慮時間偏差）

假設(shè)接收機(jī)位置為（xu，yu，zu），接收機(jī)時間偏差為 tu，則由于時間偏差引起的距離偏差為為得到的偽距觀測值。

我們可以得到聯(lián)立方程

（5）

將上式線性化，即在真實位置（xu，yu，zu）進(jìn)行泰勒級數(shù)展開，忽略高次項，得到

（6）

其中，式（6）即為實際計算的疊代公式，疊代終止條件是真實位置（xu，yu，zu）的變化量小于某一個閾值，最終得到 可以作為調(diào)整接收機(jī)時間偏差的依據(jù)，計算一般采用矩陣方式求解。要求解該方程，我們還需要預(yù)先知道4顆衛(wèi)星的位置（xj，yj，zj），而衛(wèi)星位置可以從該衛(wèi)星的星歷中獲得。

GPS衛(wèi)星星歷給出了本星的星歷，根據(jù)星歷可以算出衛(wèi)星的實時位置，并且星歷中給出了消除衛(wèi)星星鐘誤差、相對論誤差、地球自轉(zhuǎn)誤差、電離層和對流層誤差的參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)計算出的衛(wèi)星位置，可以基本上消除上述誤差。

求解衛(wèi)星位置的基本步驟為：

計算衛(wèi)星運行平均角速度

①計算歸化時間；

②計算觀測時刻的平近點角；

③計算偏近點角；

④計算衛(wèi)星矢徑；

⑤計算衛(wèi)星真近點角；

⑥計算升交點角距；

⑦計算攝動改正項；

⑧計算經(jīng)過攝動改正的升交距角、衛(wèi)星矢徑、軌道傾角；

⑨計算觀測時刻的升交點經(jīng)度；

⑩計算衛(wèi)星在地心坐標(biāo)系中的位置。

特別值得指出的是，在計算衛(wèi)星真近點角Vk時，應(yīng)采用公式

（7）

其中，e為偏心率，Ek為衛(wèi)星偏近點角。有部分參考書籍計算衛(wèi)星真近點角的公式有誤，會導(dǎo)致衛(wèi)星真近點角 的象限模糊問題，從而無法得到衛(wèi)星正確位置。

進(jìn)行上述計算后，再根據(jù)星歷中廣播的各誤差參數(shù)進(jìn)一步消除各項誤差。這樣，我們就得到一個完整的利用GPS星歷進(jìn)行導(dǎo)航定位解算的過程。結(jié)論

我們詳細(xì)地敘述了GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航定位原理以及定位解算的算法，分析了其中主要誤差來源和消除方法。當(dāng)然，對于衛(wèi)星數(shù)多于4顆星時的算法以及差分GPS算法都可以在此算法基礎(chǔ)上進(jìn)行深入研究。

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[4]羅家洪，方衛(wèi)東.矩陣分析引論.華南理工大學(xué)出版社，2006

第二篇：GPS 導(dǎo)航市場研究報告一

GPS 導(dǎo)航市場研究報告一, 國內(nèi)外 GPS 導(dǎo)航市場綜述(一),政策環(huán)境 GPS 產(chǎn)品要實現(xiàn)導(dǎo)航功能,地圖服務(wù)必不可少.出于國家安全的考慮,國家相關(guān)部門最近才開始有步驟地推薦電子地圖的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,包括先后出臺了《保密法》 ,地圖出版的相 關(guān)管理條例和電子地圖制作資質(zhì)標(biāo)準(zhǔn).另外, 在技術(shù)手段上, 國家也采取了一些辦法.比如, 國家發(fā)展和改革委員會在 2002 年曾主導(dǎo)了一個專業(yè)化產(chǎn)業(yè)化項——衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用專 項,其中設(shè)計到導(dǎo)航的硬件,軟件,應(yīng)用平臺和導(dǎo)航電子地圖,并設(shè)立了一些項目來直接推 進(jìn)電子地圖的產(chǎn)業(yè)化.北京四維圖新公司當(dāng)時便承擔(dān)此項目中關(guān)于電子地圖開發(fā)部分的工 作.國家發(fā)改委希望通過該計劃在國內(nèi)形成 100 億元規(guī)模的衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用市場, 推出一批有 特色的中國導(dǎo)航產(chǎn)品,培育起一批在相關(guān)領(lǐng)域里的一流企業(yè).此外,國家測繪局也從測繪和 地圖產(chǎn)品管理的角度出發(fā),在資質(zhì),標(biāo)準(zhǔn),地圖保密等方面形成了一整套方案,產(chǎn)業(yè)政策層 面的框架已經(jīng)基本形成.目前,這些產(chǎn)業(yè)政策和標(biāo)準(zhǔn)仍在不斷完善之中.屆時,GPS 廠商將 有更多更好的地圖服務(wù)來實現(xiàn)其精確導(dǎo)航目標(biāo), 想飛著也將享受到更完美的服務(wù).目前的地 圖廠商主要有北京四維圖新,深圳市凱立德,北京靈圖,瑞圖萬方,高德,武大吉奧,易圖 通,暢想等.(二),技術(shù)環(huán)境 1,幾個重要名詞的解釋 GPS:是 Global Positioning System 的縮寫,意思為全球定位系統(tǒng),包括 24 顆人造衛(wèi)星與五個地面站,從而提供精確定位.在此基礎(chǔ)上,再融合不同的功能,最終實現(xiàn)跟蹤,防盜 和導(dǎo)航的功能.因此,車輛跟蹤系統(tǒng)和車輛導(dǎo)航系統(tǒng)在功能上是截然不同的.車輛跟蹤系統(tǒng): 主要用于防盜, 測繪等, 當(dāng)汽車被盜時, 車主最想知道的莫過于車在哪里, 如果安裝了 GPS 系統(tǒng)終端,就可以通過其 GPS 模塊,無線通信模塊和服務(wù)中心監(jiān)控系統(tǒng),獲 得車輛的精確防偽,協(xié)助公安部門抓獲盜竊者.另外車輛跟蹤系統(tǒng)還能實現(xiàn)調(diào)度,指揮,監(jiān) 控等管理功能,這對出租車,公交車,物流配送等領(lǐng)域具有比較強(qiáng)的實用性.但對商務(wù)用戶 來說,牽涉到個人私秘問題,并不希望總被監(jiān)控,因此車輛跟蹤并非適用所有用戶.另外, 車輛跟蹤系統(tǒng)通常要向控制中心繳納一定的服務(wù)費.車輛導(dǎo)航系統(tǒng): 就類似于航海家手里的經(jīng)緯儀和航海圖, 只不過地圖和定位的精確度要高很多,面向用戶更廣泛.車主只要通過 GPS 模塊接受衛(wèi)星型號,再配合電子地圖數(shù)據(jù),就可 隨時掌握自己的方位與目的地.如果您到達(dá)陌生的地區(qū),或者在野外迷路,火藥尋找附近的 加油站,公園等信息,都可以利用 GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計出最佳路線,并提供語音導(dǎo)航提示,讓 出行更為安全和方便,無迷路之憂.車輛導(dǎo)航系統(tǒng)通常不需要格外向中心繳納服務(wù)費用.2,汽車導(dǎo)航產(chǎn)品的分類按汽車導(dǎo)航產(chǎn)品應(yīng)用平臺的不同,可將其分為 PC平臺,DVD平臺,PDA 和手機(jī)平臺三大 類.PC平臺由于價位較高,目前普及起來不太容易;DVD平臺的產(chǎn)品隨著前裝市場的擴(kuò)大, 比較受消費者的歡迎;PDA 和手機(jī)平臺很可能成為 GPS 導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用的趨勢,其又是在于結(jié) 合了日常的通信工具,價格低,易安裝等.3,GPS 技術(shù)前瞻 目前全世界適用的導(dǎo)航定位系統(tǒng)主要是美國的 GPS 系統(tǒng),2003 年 9 月 18 日,歐盟和中 國草簽了中國參與“伽利略”計劃的協(xié)議.2004 年 10 月 9 日,雙方全書了此項目的技術(shù)合 作協(xié)議.這是世界上第一個基于民用的全球未定導(dǎo)航定位系統(tǒng),在 2008 年投入運行后,全 球的用戶將使用多制式的接收機(jī),獲得更多的導(dǎo)航定位衛(wèi)星的信號.據(jù)了解,美國 GPS 向我 國提供的衛(wèi)星信號,只能發(fā)現(xiàn)地面大約 10 米長的無題,而“伽利略”的衛(wèi)星則能發(fā)現(xiàn) 1 米 長的目標(biāo).這將無形中極大地提高導(dǎo)航定位的精度,這是“伽利略”計劃給用戶帶來的直接 好處.同時,新的導(dǎo)航定位系統(tǒng)的出現(xiàn),也打破了美國的軍事,政治,經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的壟斷, 即使出現(xiàn) GPS 系統(tǒng)癱瘓的情形,也可以用此種系統(tǒng)提供的導(dǎo)航定位服務(wù).對于企業(yè)來講, 試試追蹤這種技術(shù)的進(jìn)展, 適時開發(fā)相應(yīng)接受產(chǎn)品, 將為決勝市場獲得先機(jī).(三),產(chǎn)業(yè)環(huán)境 1,2000 年以來全社會民用汽車擁有量持續(xù) 10%以上的速度增長 2000 年開始直到現(xiàn)在,中國民用汽車擁有量每年都保持著 10%以上的增長速度,2003 年增速高達(dá) 16%,而 2004 年和 2005 年,雖然增長速度有所減緩,但仍然很快.2006 年的增 速又升至 19%,這為 GPS 導(dǎo)航產(chǎn)品市場的增長提供了較好的基礎(chǔ).全社會民用汽車擁有量(萬輛)全社會民有汽車擁有量變化 2,2004 年民用汽車保有量中國 2004 年民用汽車保有量數(shù)據(jù)顯示,排在前 5 位的地

區(qū)一次是:廣東,山東,北京, 河北, 浙江, 其中排在首位的廣東省超過 300 萬輛.這些地區(qū)也是汽車導(dǎo)航產(chǎn)品的重要市場.2004 年民用汽車保有量(輛)(四)國外 GPS 導(dǎo)航市場概況 1,國外 GPS 導(dǎo)航市場規(guī)模日本 GPS 導(dǎo)航市場規(guī)模始終保持全球領(lǐng)先地位,國土小,導(dǎo)航地圖質(zhì)量高成為主因.早在 2002 年,歐洲汽車導(dǎo)航儀市場就超過了 100 萬臺;日本竟然超過了 200 萬臺.預(yù)計到 2007 年,全球?qū)Ш绞袌霎a(chǎn)品將達(dá)到 2000 萬臺,其中日本 340 萬臺,歐洲 1500 萬臺,美國 200 萬臺.日本 GPS 普及率全球最高,規(guī)模頁最大,其中主要原因在于日本國土較小,地圖 測繪相對容易,因此日本導(dǎo)航地圖軟件愛你滿意度較高,再加上日本人口稠密,經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá), 需求量相對較高.主要國家及地區(qū) GPS 導(dǎo)航市場規(guī)模變化(萬臺)2,國外市場運作模式根據(jù)用戶采用的信息傳遞平臺來分, 可將國外的 GPS 導(dǎo)航服務(wù)模式分為兩類, 一類是傳 統(tǒng)模式,一類是通信模式.傳統(tǒng)模式:根據(jù)用戶所在地然后為用戶提供周邊位置獲得到達(dá)目的地的路線圖等信息,所提供的信息包括交通流量狀態(tài), 路線選擇信息等.這類業(yè)務(wù)作為衛(wèi)星 GPS 的主要業(yè)務(wù)國外已 經(jīng)有多家公司提供.GPS 導(dǎo)航廠商與地圖廠商合作,提供完整的服務(wù).通信模式:在移動通信網(wǎng)絡(luò)上提供 GPS 導(dǎo)航業(yè)務(wù),由于利用了成熟的移動通信網(wǎng)絡(luò)及用戶規(guī)模優(yōu)勢,這種方式將會極大的促進(jìn)整個業(yè)務(wù)市場的發(fā)展.在這種模式中,GPS 導(dǎo)航廠商, 地圖廠商,電信運營上進(jìn)行合作,為用戶提供最終的導(dǎo)航服務(wù).(五),國內(nèi) GPS 導(dǎo)航市場概況 1,國內(nèi) GPS 導(dǎo)航市場規(guī)模未來幾年,中國 GPS 導(dǎo)航市場增速有望達(dá)到 50%,2008 年將達(dá)到一個發(fā)展高峰.汽車消費平民化,社會商務(wù)活動,集團(tuán)運輸調(diào)度,行業(yè)安全管理以及國家產(chǎn)業(yè)升級的需要, 都促使政府強(qiáng)力推動車載智能行業(yè), 具備巨大的利潤增長空間和市場前景.國家發(fā)改委此前 就把車載信息系統(tǒng)作為重點支持項目.2004 年中國汽車導(dǎo)航市場規(guī)模為 3 到 4 萬臺, 2005 到 年年底,達(dá)到 10 萬臺左右.可以預(yù)計,未來紀(jì)念,國內(nèi)汽車整體上對 GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)的需求 量,將以每年 50%以上的速度遞增.到 2006 年,近50%的新車型和 90%的豪華車型將具備部 分互聯(lián)網(wǎng)功能, 這意味著這些車都已經(jīng)應(yīng)用了車載電腦系統(tǒng), 汽車導(dǎo)航產(chǎn)品市場份額預(yù)計將 達(dá) 75 億元.2008 年之前的紀(jì)念,中國 GPS 汽車導(dǎo)航市場有可能獲得較快的發(fā)展,到 2008 年年底,汽車 GPS 導(dǎo)航產(chǎn)品市場將可達(dá)到 250 億元的規(guī)模.國內(nèi) GPS 導(dǎo)航市場規(guī)模變化(萬臺)2,國內(nèi) GPS 導(dǎo)航市場競爭熱點通過深訪我們發(fā)現(xiàn), 國內(nèi) GPS 導(dǎo)航市場競爭的熱點主要還在價格方面的競爭, 其次是質(zhì) 量方面的競爭,最后的競爭熱點才是渠道方面的競爭.企業(yè)認(rèn)為,目前在價格和質(zhì)量上的競 爭很激烈,市場需要越來越合理的價格和穩(wěn)定的質(zhì)量.個別企業(yè)也提到售后服務(wù)的競爭,主 要是地圖的更新速度方面的服務(wù).3,國內(nèi) GPS 導(dǎo)航市場主流產(chǎn)品(1)特別有實力的主流品牌以及初步形成,相對穩(wěn)定的品牌已經(jīng)出現(xiàn) , 根據(jù)生產(chǎn)企業(yè)的訪談,我們發(fā)現(xiàn),現(xiàn)在市場上有一些比較有知名度的品牌,如“新科” , “合眾思壯” “哈車寶” “城際通”“好幫手”“神達(dá)”等., , , ,(2)集成的,便攜式的 GPS 導(dǎo)航產(chǎn)品都會有不小的發(fā)展,成為未來市場兩大主流., 從功能上說,民用導(dǎo)航產(chǎn)品肯定是未來的主流領(lǐng)域,但從功能的單純或集成特性上看, 集成的產(chǎn)品成為趨勢的可能性較大,因為消費者愛車空間有限,設(shè)計出功能合一的產(chǎn)品,是 為用戶照相的體現(xiàn),但出于價位等因素,單純的 GPS 導(dǎo)航產(chǎn)品頁不可或缺.此外,便攜式 的 GPS 導(dǎo)航產(chǎn)品也將成為未來市場的主流,因為現(xiàn)在人們的生活節(jié)奏越來越快,那種按安 裝復(fù)雜,操作繁瑣的導(dǎo)航產(chǎn)品一定會跟不上這種節(jié)奏, “便捷,實用”必將是未來產(chǎn)品的主 流發(fā)展方向.(3)防盜,調(diào)度類的產(chǎn)品市場規(guī)模將上升., 從 GPS 全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用類型上來看, 具備防盜, 調(diào)度類功能的產(chǎn)品市場前景將看好.尤其是 2008 年奧運會即將來臨,類似的活動,將需要大量此類具有調(diào)度功能的產(chǎn)品.4,國內(nèi) GPS 市場價格決定因素 研發(fā)成本, 電子地圖價格是基本決定因素, 價格變動幅度由競爭狀況, 用戶需求等決定.根據(jù)本次 GPS 導(dǎo)航廠家訪談結(jié)果,我們發(fā)現(xiàn),國內(nèi) GPS 導(dǎo)航市場價格決定因素主要有一下 一種,技術(shù)研發(fā)成本,電子地圖成本,市場價格水平,競爭激烈程度,客戶的需求,市場反 饋等.研發(fā)成本和電子地圖成本決定了降價的底限,市場價格水平是競爭激烈程度的反映, 也是客戶需求的反映, 這些市場反饋來的信息對廠家定價騎著重要作用.各

種因素綜合起作 用,決定了產(chǎn)品的價格.5,國內(nèi)市場運作模式國內(nèi) GPS 導(dǎo)航廠商一直認(rèn)為,目前還沒有形成一個成熟的模式.國內(nèi)市場與國外市場 相比,最大的不同就是在于整個市場的規(guī)范程度.這一點包括城市的規(guī)劃建設(shè),電子地圖的 完備發(fā)展等很多方面, 這些問題都不是一朝一夕可以解決的, 需要我們業(yè)內(nèi)廠家及相關(guān)政府 部門的長期努力.二, 國內(nèi) GPS 導(dǎo)航市場主要企業(yè)概況(一),國內(nèi)企業(yè)的競爭優(yōu)勢 1, 產(chǎn)品優(yōu)勢國內(nèi)產(chǎn)品具有本土生產(chǎn)在原料,物流,人員上的成本優(yōu)勢.對于產(chǎn)品本身來說,在操作 界面上更適合國內(nèi)用戶.2, 3, 價格優(yōu)勢 服務(wù)優(yōu)勢 價位較低,適合國內(nèi)消費水品.價位在 2000-6000 元的產(chǎn)品比較有競爭優(yōu)勢.國內(nèi)與國外比在地圖升級方面有優(yōu)勢:地圖梗系靈活.因為國外產(chǎn)品是進(jìn)口的,地圖更 新不如國內(nèi)靈活快捷.此外,國外品牌的產(chǎn)品中電子地圖存在精度不夠的問題,他們沒有針 對中國地圖的專門研發(fā)人員,而主要以 OEM 的形式生產(chǎn).總的來說競爭還是比較激烈的國外品牌大都盤踞在高端市場,國內(nèi)品牌則在中下游市場活 躍.國外品牌的優(yōu)勢在于品牌知名度,技術(shù);國內(nèi)品牌的優(yōu)勢在于成本低,售后服務(wù)做的較 好.GPS 市場非常的廣闊,從我國的汽車占有量上來看,目前國內(nèi)的各個品牌知識占據(jù)了 很小的一部分市場.行業(yè)剛剛起步.沒有同意的標(biāo)準(zhǔn),比較雜亂.(二),國內(nèi)企業(yè)為整車廠配套情況根據(jù)廠家深訪結(jié)果,我們發(fā)現(xiàn),被訪的企業(yè)中,為整車廠做配套的 GPS 廠商占被訪企 業(yè)總數(shù)的 40%;以前做過現(xiàn)在不做的占 7%;沒有配套的占 53%,在這部分企業(yè)中,有的企 業(yè)現(xiàn)在為這個目標(biāo)努力著,有的企業(yè)正在觀望當(dāng)中,顧慮到當(dāng)前行業(yè)不規(guī)范,比較混亂,暫 時沒有指定什么推廣計劃;有的企業(yè)則認(rèn)為整車長要求較高,實現(xiàn)這個目標(biāo)很難.被訪 GPS 廠商為整車廠配套比例(三),國內(nèi)企業(yè) GPS 業(yè)績增長情況 2004 年市場上主要是進(jìn)口產(chǎn)品,主要是日本的一些品牌,2005 年國內(nèi)產(chǎn)品慢慢興起, 開始與國外產(chǎn)品競爭市場.2006 年快速增長, 2008 年隨著奧運東風(fēng)這一市場契機(jī)爆發(fā)增長.從各家企業(yè)來看,在過去的一年里,國內(nèi) GPS 廠商的銷售業(yè)績均有所增長.個別企業(yè)業(yè) 務(wù)提升幅度很大.目前,整個行業(yè)的前景看好.消費者的認(rèn)知也在提高.據(jù)一家原來做影音產(chǎn)品,現(xiàn)在也 生產(chǎn) GPS 導(dǎo)航產(chǎn)品的企業(yè)講,他們感覺 GPS 市場最大的變化就是“在急速膨脹,我們是做影 音主機(jī)出身的,去年的時候 10 個人買主機(jī)的人當(dāng)中會有 1 個人問到導(dǎo)航,而今年,10 個人 當(dāng)中至少會有 7 個人問到導(dǎo)航.”(四),國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品定位情況被訪企業(yè)中,多數(shù)是生產(chǎn)專用車載 GPS 設(shè)備的,主要是自主研發(fā)產(chǎn)品,也有中心式導(dǎo) 航產(chǎn)品,提供人工式的導(dǎo)航服務(wù).價格上屬于中低檔.技術(shù)和市場都有的,還有客戶的接受 程度.一般原車裝備的都比較鬼,而且對已買車的人來說也不可能再去購買一款新車.產(chǎn)品 的選擇主要由市場需求決定,而以前以影音為主的企業(yè),進(jìn)入 GPS 領(lǐng)域時,往往生產(chǎn)集成 在影音系統(tǒng)內(nèi)的 GPS 設(shè)備.做出這種選擇是與其傳統(tǒng)業(yè)務(wù)有關(guān),依托于傳統(tǒng)平臺,一機(jī)兩 用,為消費者創(chuàng)造更多的價值.(五),國內(nèi)企業(yè) GPS 產(chǎn)品宣傳策略目前國內(nèi) GPS 生產(chǎn)企業(yè)的宣傳策略出現(xiàn)三種情況: 第一種是廣告意識非常強(qiáng)烈,有明確的宣傳策略,自己獨立進(jìn)行宣傳.一般廣泛出擊, 擴(kuò)大企業(yè)和產(chǎn)品知名度,宣傳策略覆蓋全國,個別企業(yè)比較看中對消費者的引導(dǎo),選擇大中 型媒體進(jìn)行宣傳,包括雜志,網(wǎng)絡(luò)等,其廣告投放在地區(qū)上的特征是選擇購買力較強(qiáng)的城市 和地區(qū),如北京,上海,深圳等.第二種是很少做宣傳,或者干脆自己不做,而交給代理商來說.第三種是企業(yè)自己做一部分,扶持代理商做一部分,形成一個整體的宣傳攻勢.第一種是目前的主流.在做廣告宣傳的企業(yè)中,對網(wǎng)絡(luò)廣告的重視度較高.(六),售后服務(wù)情況 目前枕骨鬼的企業(yè)針對 GPS 這種產(chǎn)品的技術(shù)性特點, 主要提供跟蹤技術(shù)服務(wù)站的形式, 從產(chǎn)品熱銷地區(qū)向全國范圍推廣.大多數(shù)企業(yè)提供傳統(tǒng)的“三包”服務(wù).多數(shù)廠家提供三月保護(hù),一年免費維修和升級, 也有廠家做出“三年保護(hù),一年免費升級,終身保修”的承諾.一些廠家為所在地城市提供 當(dāng)?shù)氐木S修服務(wù), 外地的維修服務(wù)有自建的維修體系, 也有依靠培訓(xùn)經(jīng)銷商而建立的維修體 系.廠家一般提供的是 24 小時的服務(wù).做的好的還有上門服務(wù).對于 GPS 導(dǎo)航產(chǎn)品而言,售后服務(wù)是很重要的,因為設(shè)計到地圖軟件的升級換代.安 裝,維修,軟件升級做得好的企業(yè),一定會被用戶認(rèn)可.售后服務(wù)做得比較好廠家如新科,新科在全國有 500 多家服務(wù)部,新科總部設(shè)立 400 服務(wù)熱線,并且

開通新科 BBS 論壇解答,提供服務(wù)維修用機(jī),這方面得到消費者一致好評.三, 國內(nèi) GPS 市場分銷渠道研究目前,國內(nèi) GPS 市場分銷渠道有一下集中情況: 1, 通過各地汽車用品經(jīng)銷店快速將產(chǎn)品分散到終端用戶那里.這些綜合性的“汽車用品經(jīng)銷店”分布在全國各地,且數(shù)量眾多,通過他們可以讓 GPS 廠家的產(chǎn)品在段時間內(nèi)分散到各地的市場第一線, 這些經(jīng)銷商的服務(wù)水平近兩年來也一直在 不斷提高,因此廠家比較看重這種渠道.2, 利用經(jīng)銷商城市代理(片商)的方式.國內(nèi) GPS 生產(chǎn)企業(yè)目前很看重在各主要城市選擇一到兩家有實力的片商(地區(qū)總代 理),進(jìn)行產(chǎn)品分銷,國內(nèi)現(xiàn)在大多數(shù)企業(yè)都采取這種方式,對業(yè)務(wù)推廣作用還是比較好的.分銷在全國范圍都有.主要以經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的北京,長三角,珠三角為主.因為本身汽車導(dǎo) 航就不是大眾普及的產(chǎn)品,它首先是面對經(jīng)濟(jì)條件較好的有車人士.3, 部分企業(yè)采取以自己運營為主,代理上為輔的經(jīng)營模式.現(xiàn)在有企業(yè)采用直接營運,輔助部分代理上的方式進(jìn)行產(chǎn)品市場的拓展.4, OEM 市場拓展.對于 GPS 這種獨特的產(chǎn)品,廠家比較看重 OEM 渠道.一些企業(yè)正在進(jìn)行這方面的運 作,一些企業(yè)正在改善自己的經(jīng)營情況,力求擴(kuò)展成功.5, 針對汽車用品公司,4S 店,備件部的營銷活動.對于 GPS 產(chǎn)品與 4S 店緊密結(jié)合,推廣成功案例有新科導(dǎo)航器助上海大眾帕薩特領(lǐng)馭 售增加新動力,筆者最新調(diào)查數(shù)據(jù):上海大眾領(lǐng)馭從 1 月份至 3 月份配送新科便攜式導(dǎo) 航助汽車銷售取得圓滿驕人的業(yè)績.據(jù)統(tǒng)計領(lǐng)馭 07 年 1 月汽車銷量 7000 輛,2 月銷量 9100 量,3 月份超過 1 萬量.四, 國內(nèi) GPS 消費狀況研究(一),認(rèn)知度研究 1,對影響產(chǎn)品性能因素的判斷產(chǎn)品和地圖是 GPS 導(dǎo)航產(chǎn)品性能發(fā)揮的關(guān)鍵因素.消費者認(rèn)為,影響產(chǎn)品性能的最大 因素是產(chǎn)品本身的質(zhì)量,其次是地圖的質(zhì)量,再次是接到改造導(dǎo)致的導(dǎo)航精度不夠.而存儲 介質(zhì)類型影響力小些.消費者對影響產(chǎn)品性能因素的判斷 2,品牌認(rèn)知度消費者心目中,新科,任我行,城際通,神達(dá),西門子等品牌位置顯著.消費者對 GPS 產(chǎn)品品牌忍住情況如下圖.在第一提及的品牌中,新科排列第一位,合眾思 壯第二,城際通第三.新科 合眾思壯 城際通 神達(dá) 好幫手 西門子 華陽 上廣電 其他 0.00% 5.00% 10.00% 15.00% 36.11% 11.72% 7.85% 6.46% 5.45% 5.40% 5.05%

4.89% 17.07% 20.00% 25.00% 30.00% 35.00% 40.00% 第一品牌提及率 合眾思壯 新科 城際通 神達(dá) 西門子 好幫手 華陽 上廣電 其他 0.00% 5.00% 10.00% 15.68% 15.03% 13.11%

8.45% 7.68% 7.02% 6.98% 6.73% 19.32% 15.00% 20.00% 25.00% 第二品牌提及率城際通 任我行 新科 華陽 好幫手 神達(dá) 上廣電 建伍 西門子 歌樂 其他 0.00% 2.00% 4.00% 13.65% 11.78% 10.79% 9.45% 8.98% 8.53% 7.88% 7.13% 6.56% 5.43% 9.82% 6.00% 8.00% 10.00% 12.00% 14.00% 16.00% 第三品牌提及率(二),購買考慮因素 1,GPS 消費者性別構(gòu)成男性 GPS 消費者接近四分之三.通過某汽車研究所對北京地區(qū) GPS 產(chǎn)品消費者的調(diào)查 發(fā)現(xiàn),GPS 產(chǎn)品消費者絕大部分為男性,占總數(shù)的 72%.女性消費者只占總和的 28%.GPS 消費者性別構(gòu)成 2,品牌選擇情況 新科,合眾思壯,城際通,神達(dá),好幫手位列前五,市場集中度不高,五家總份額為 52.51%.以北京市場為主進(jìn)行的調(diào)查發(fā)現(xiàn),新科是消費者首選品牌,占 28.12%%,其次是 合眾思壯,占 13.12%,第三是城際通,占 10.89%,第四是神達(dá),占 6.68%,華陽占 5.64%, 為第五.前五名總共占了 64.15%,可見市場集中度以及非常高,市場由主要幾個品牌瓜分, 但是新科占據(jù)了絕對的地位.這樣的情況,新進(jìn)入的企業(yè)成功率相對高些.新科 合眾思壯 城際通 神達(dá) 華陽 好幫手 上廣電 西門子 歌樂 松下 建伍 其他 0.00% 5.00% 10.00% 15.00% 28.12% 13.12% 10.89% 6.68% 5.64% 4.56% 4.45% 3.67% 2.67% 1.98% 1.98% 16.24% 20.00% 25.00% 30.00% 消費者 GPS 導(dǎo)航產(chǎn)品品牌選擇情況 3,價格選擇情況近三分之二的消費者選擇了 2000-6000 元的 GPS 導(dǎo)航產(chǎn)品.消費者調(diào)查發(fā)現(xiàn),國內(nèi) GPS 產(chǎn)品消費者購買行為在價格上呈現(xiàn)出的規(guī)律是,2000-6000 元以上的產(chǎn)品占了整體的 75%,而在 2000 以下以及 6000 元以上的產(chǎn)品,占整體的比例不高.GPS 消費者購買價格構(gòu)成 4,產(chǎn)品類型選擇情況過半數(shù)的消費者選擇集成于車載 DVD 中的 GPS 類產(chǎn)品.在本次消費者調(diào)查中發(fā)現(xiàn), 過半數(shù)的消費消費者選擇便攜式的 GPS 類產(chǎn)品.安裝內(nèi)置的選擇率不到五分之一,與原車 配套的 GPS 產(chǎn)品選擇率達(dá)到 20%.GPS 消費者產(chǎn)品類型選擇 6, 消費者對國外品牌的看重程度 接近80%的消費者看重外國品牌的 GPS 產(chǎn)品,這說明,國內(nèi)消費者對這種產(chǎn)品,潛意 識里認(rèn)為外國產(chǎn)品質(zhì)量要比國外的產(chǎn)品質(zhì)量高些,但是考慮價格,性能,服務(wù)等其他方面的 話,消費者并不會偏重國外品牌.是否看重外國產(chǎn)品 7, 購買關(guān)注因素 消費者購買 GPS 導(dǎo)航產(chǎn)品時關(guān)注因素依次為: 質(zhì)量 29.21%, 性能 27.89%, 品牌 27.63%, 價格 15.26%.可見,價格與質(zhì)量相比,并不是主要關(guān)注因素,說明這種產(chǎn)品的消費者,更 為關(guān)注的是產(chǎn)品質(zhì)量和性能,品牌也是購買的重要參考因素.消費者消費心態(tài)比較成熟,理 性.關(guān)注因素 消費者信賴信息渠道 男性消費者信賴信息渠道 女性消費者信賴信息渠道(三)產(chǎn)品信息了解渠道分布朋友介紹是主要信息來源,其次是雜志,再次是電視,網(wǎng)絡(luò),展會,報紙等.(四)消費者購買場所分布消費者高買 GPS 導(dǎo)航產(chǎn)品,以改裝店居多,其次是 4S 點,再次是用品經(jīng)銷店.用品超 市,美容店并不是太顯著,比例在 10%以下,音響專賣店有少量比例.購買 GPS 的場所(五),滿意度研究消費者滿意度普遍較高,中高檔用戶巨響對中低檔滿意度更高些.從整體上來看,消費者滿意度還是較高的,非常滿意和比較滿意的消費者攻占 86.22%.從中高檔用戶看,非常滿意和比較滿意加起來共沾到 86.95%,比整體中的情況略高.從中低檔用戶看, 非常滿意和比較滿意加起來共占到 83.58%, 比整體中的情況低一些.此次調(diào)查沒有發(fā)現(xiàn)對產(chǎn)品不滿意的,說明市場上的 GPS 產(chǎn)品在消費者心目中印象還是 不錯的.尤其是中高檔用戶,滿意度略高些.五, 國內(nèi) GPS 市場預(yù)測及對企業(yè)的建議(一),未來 GPS 市場預(yù)測電子導(dǎo)航裝置開始用到汽車上,是在上世紀(jì) 90 年代,其重要目的是方便用戶,使其能 容易而快捷地達(dá)到目的地.雖然汽車導(dǎo)航裝置應(yīng)用于汽車的時間補(bǔ)償,但發(fā)展很快.目前,我國車載 GPS 導(dǎo)航產(chǎn)品的應(yīng)用越來越多,預(yù)計未來三年內(nèi),我國車載 GPS 導(dǎo)航產(chǎn)品 的市場將有 500 億元以上的規(guī)模.(二),建議 1, 研發(fā)策略:比拼價格不如比拼技術(shù)此前的許多中校品牌由于缺乏資金和實力,難以持續(xù)發(fā)展.一些有眼光的企業(yè)如新科, 三年前即開始了導(dǎo)航技術(shù)的研發(fā)和積累,依托設(shè)立在美國的“超越號數(shù)字實驗室” ,結(jié)合香 港開發(fā)中心和總部國家級技術(shù)中心,三地互動,組成強(qiáng)大的研發(fā)平臺.其產(chǎn)品擁有多項自主 知識產(chǎn)權(quán),擁有了自己的核心技術(shù).目前國內(nèi) GPS 廠商基本上不盈利,因此企業(yè)應(yīng)該耐得 住寂寞,練好“內(nèi)功” ,時時關(guān)注國際 GPS 技術(shù)最新動態(tài),才不會盲目發(fā)展.2, 產(chǎn)品策略:重視通信類導(dǎo)航產(chǎn)品,重視集成于影音產(chǎn)品中 的導(dǎo)航產(chǎn)品,重視地圖廠商的選擇.由于通信類導(dǎo)航產(chǎn)品, 如利用 PDA, 手機(jī)等設(shè)備嫁接 GPS 模塊, 很容易實現(xiàn)導(dǎo)航功能, 且價格低廉得多,最終將獲得較大市場份額;對于車載行的導(dǎo)航產(chǎn)品,集成性的前景要好于 單一功能的導(dǎo)航產(chǎn)品.主要是處于人性化考慮,用盡量小的產(chǎn)品,為消費者提供盡量多而好 用的功能.但單一功能的產(chǎn)品因價位又是,相對于集成的產(chǎn)品,還是有市場空間的.另外, 地圖廠商的水平,決定了產(chǎn)品性能,決定了消費者滿意度,因而,要重視地圖廠商的選擇, 北京四維圖新導(dǎo)航信息技術(shù)有限公司等企業(yè)就是不錯的選擇.3, 渠道策略: 重視電子商務(wù), 重視地區(qū)總代理的培養(yǎng)與管理, 并借由他們管理夏季經(jīng)銷商,重視培訓(xùn),關(guān)注企業(yè)用戶.對于廠家而言,最大的優(yōu)勢不在于渠道,而在于研發(fā).可將資金與精力集中于產(chǎn)品改進(jìn) 與消費者研究,生產(chǎn)出消費者滿意的產(chǎn)品.渠道這塊,可通過嚴(yán)格選擇,確定幾家主要的地 區(qū)代理商,并由其建立下級銷售網(wǎng)絡(luò),做好幾個網(wǎng)店的銷售人員的培訓(xùn)工作,并派人做好渠 道管理.除了傳統(tǒng)的渠道,也應(yīng)該重視電子商務(wù)的力量,在互聯(lián)網(wǎng)上開展產(chǎn)品的分銷工作.建議廠家可適當(dāng)關(guān)注企業(yè)用戶,即針對運動會組委會,物流企業(yè)等團(tuán)體用車的用戶,實現(xiàn)批 量銷售.對他們而言,產(chǎn)品功能上應(yīng)向調(diào)度功能偏重.4,營銷策略:重視品牌塑造,重視引導(dǎo)消費,重視可持續(xù)性發(fā) 展.所有的公關(guān)活動,廣告行為都可圍繞這一策略進(jìn)行,注意樹立品牌,新科等已經(jīng)很有名 氣的企業(yè),注意讓消費者了解其業(yè)務(wù)領(lǐng)域的變化—進(jìn)入 GPS 領(lǐng)域;同時,各企業(yè)應(yīng)作好消 費者消費行為的引導(dǎo),因為這種系產(chǎn)品需要深入人心,那是接受起來要更容易,目前真正了 解功能的消費者還不太多.因而媒體選擇上可以考慮電視,汽車雜志,大眾媒體,如各地晚 報,都市報,門戶網(wǎng)站等.5,服務(wù)策略:重視售前,售中,及售后服務(wù)的質(zhì)量,進(jìn)行相關(guān) 培訓(xùn),重視反饋,地圖

升級要及時.對于消費者而言,完美的產(chǎn)品性能是其最大愿望,所有的服務(wù)都圍繞這一目標(biāo)而進(jìn)行, 力爭使用戶享受到一流的產(chǎn)品.服務(wù)人員的培訓(xùn)與資格認(rèn)證對企業(yè)發(fā)展至關(guān)重要, 企業(yè)可在 條件允許的情況下, 加強(qiáng)對代理商銷售服務(wù)人員的培訓(xùn)與管理, 并利用網(wǎng)絡(luò)手段等信息渠道, 加強(qiáng)廠商與代理商之間的信息反饋,進(jìn)而改進(jìn)產(chǎn)品及服務(wù)質(zhì)量.

第三篇：GPS馴服原理[推薦]

GPS衛(wèi)星GPS_PPS及衛(wèi)星鐘差信息下變頻帶秒標(biāo)志CA碼信號相關(guān)本地鐘差計算相位調(diào)整數(shù)據(jù)接收機(jī)本地CA碼發(fā)生器移相10M內(nèi)置普通晶振/外置銣鐘壓控NCO/DDS接收機(jī)1PPS10M馴服

圖1 接收機(jī)原理

GPS秒由星載高性能銣鐘或銫鐘產(chǎn)生，其相位受地面站精確控制，因此其長期特性非常穩(wěn)定，高于普通銣鐘、銫鐘或氫鐘。從而可利用其長期穩(wěn)定特性對晶振、銣鐘等頻標(biāo)進(jìn)行校準(zhǔn)。

對于接收機(jī)，其產(chǎn)生的接收機(jī)1PPS由內(nèi)置普通晶振或外置銣鐘產(chǎn)生。若銣鐘或晶振獨立產(chǎn)生秒脈沖（以下稱本秒），本秒的相位會隨其老化特性而逐漸漂移。而接收機(jī)內(nèi)部，存在一個反饋，通過每秒或者更高的速率將本秒與GPS衛(wèi)星CA碼進(jìn)行實時比對，計算本地秒與GPS秒的相位差，并利用接收機(jī)內(nèi)部NCO或DDS進(jìn)行相位調(diào)整。最終輸出的接收機(jī)1PPS即利用調(diào)整后的10M（接收機(jī)內(nèi)部實際頻率不一定為10M，但原理一致）產(chǎn)生。由于存在相位調(diào)整，故接收機(jī)1PPS的長期相位特性與內(nèi)置普通晶振或外置銣鐘的長期漂移特性不再相關(guān)，取而代之與GPS衛(wèi)星時間直接相關(guān)，因此，可利用其長期穩(wěn)定的特性對銣鐘或晶振進(jìn)行馴服。

上述分析主要側(cè)重于GPS秒的長期特性（1小時以上），那么對于GPS秒的短期特性如何，我們進(jìn)行如下說明。

銣鐘的短期特性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于普通晶振，由于成本原因，目前衛(wèi)星接收機(jī)所配時鐘源多為普通晶振，由于其漂移率在1e-7~1e-8，因此接收機(jī)每秒將對晶振10M進(jìn)行約幾十納秒的相位調(diào)整，以彌補(bǔ)在這1秒內(nèi)因漂移率而造成的相位漂移，加之衛(wèi)星信號受環(huán)境等因素影響造成的10納秒左右不確定度，所以從示波器上觀察接收機(jī)1PPS和標(biāo)準(zhǔn)秒（由銫鐘、氫鐘產(chǎn)生）的時差關(guān)系，會發(fā)現(xiàn)幾乎每秒都會存在幾十納秒的跳變。

采用銣鐘作為接收機(jī)時鐘源后，我們會發(fā)現(xiàn)其跳變將顯著縮小，可粗略認(rèn)為短期不受銣鐘漂移率影響，故每秒的調(diào)整僅受環(huán)境的不確定性影響，如電離層、對流層、多徑、幾何誤差等，由此造成的每秒跳變在10ns左右。這就是利用銣鐘10M作為接收機(jī)工作時鐘更適合授時及定位的原因。

第四篇：gps原理及應(yīng)用

《gps原理及應(yīng)用》

1、gps定位技術(shù)相對于其他定位技術(shù)的特點：（1）觀測站之間無需通視（2）定位精度高（3）觀測時間短（4）提供三維坐標(biāo)（5）操作簡便（6）全天候作業(yè)

2、簡述gps定位系統(tǒng)的構(gòu)成，并說明各部分的作用：由三部分組成:空間部分—GPS星座(GPS星座是由24顆衛(wèi)星組成的星座，其中21顆是工作衛(wèi)星，3顆是備份衛(wèi)星);地面控制部分—地面監(jiān)控系統(tǒng);用戶設(shè)備部分—GPS 信號接收機(jī)。GPS的空間部分是由24 顆工作衛(wèi)星組成,它位于距地表20 200km的上空,均勻分布在6 個軌道面上(每個軌道面4 顆),軌道傾角為55°。此外,還有4 顆有源備份衛(wèi)星在軌運行。衛(wèi)星的分布使得在全球任何地方、任何時間都可觀測到4 顆以上的衛(wèi)星,并能保持良好定位解算精度的幾何圖象。這就提供了在時間上連續(xù)的全球?qū)Ш侥芰Α５孛婵刂撇糠钟梢粋€主控站,5 個全球監(jiān)測站和3 個地面控制站組成。用戶設(shè)備部分即GPS 信號接收機(jī)。其主要功能是能夠捕獲到按一定衛(wèi)星截止角所選擇的待測衛(wèi)星,并跟蹤這些衛(wèi)星的運行。

3、Wgs-84坐標(biāo)是如何構(gòu)建的：一種國際上采用的地心坐標(biāo)系。坐標(biāo)原點為地球質(zhì)心，其地心空間直角坐標(biāo)系的Z軸指向BIH（國際時間）1984.O定義的協(xié)議地球極（CTP)方向，X軸指向BIH 1984.0的零子午面和CTP赤道的交點，Y軸與Z軸、X軸垂直構(gòu)成右手坐標(biāo)系，稱為1984年世界大地坐標(biāo)系統(tǒng)。

GPS廣播星歷是以WGS-84坐標(biāo)系為根據(jù)的

4、水準(zhǔn)面：靜止的水面稱為水準(zhǔn)面，水準(zhǔn)面是受地球表面重力場影響而形成的，是一個處處與重力方向垂直的連續(xù)曲面，因此是一個重力場的等位面。設(shè)想一個靜止的海水面擴(kuò)展到陸地部分。這樣，地球的表面就形成了一個較地球自然表面規(guī)則而光滑的曲面，這個曲面被稱為水準(zhǔn)面。

大地水準(zhǔn)面：一個與靜止的平均海水面重合并延伸到大陸內(nèi)部的包圍整個地球的封閉的重力位水準(zhǔn)面。

高程：的是某點沿鉛垂線方向到絕對基面的距離，稱絕對高程。簡稱高程。某點沿鉛垂線方向到某假定水準(zhǔn)基面的距離，稱假定高程。原子時：原子時：ATI（inernational atomic time），以物質(zhì)的原子內(nèi)部發(fā)射的電磁振蕩頻率為基準(zhǔn)的時間計量系統(tǒng)[1]。原子時的初始?xì)v元規(guī)定為 1958年1月1日世界時0時，秒長定義為銫-133 原子基態(tài)的兩個超精細(xì)能級間在零磁場下躍遷輻射9192631770周所持續(xù)的時間。這是一種均勻的時間計量系統(tǒng)。由于世界時存在不均勻性和歷書時的測定精度低，1967年起，原子時已取代歷書時作為基本時間計量系統(tǒng)。

Gps時：GPS時鐘也是基于最新型GPS高精度定位授時模塊開發(fā)的基礎(chǔ)型授時應(yīng)用產(chǎn)品。能夠按照用戶需求輸出符合規(guī)約的時間信息格式，從而完成同步授時服務(wù)。其主要原理是通過GPS或其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的信號馴服晶振，從而實現(xiàn)高精度的頻率和時間信號輸出，是目前達(dá)到納秒級授時精度和穩(wěn)定度在1E12量級頻率輸出的最有效方式。

5、參心坐標(biāo)系和地心坐標(biāo)系的區(qū)別：

參心坐標(biāo)系

reference-ellipsoid-centric coordinate system

是以參考橢球的幾何中心為原點的大地坐標(biāo)系。通常分為：參心空間直角坐標(biāo)系（以x，y，z為其坐標(biāo)元素）和參心大地坐標(biāo)系（以B，L，H為其坐標(biāo)元素）。[1]

參心坐標(biāo)系是在參考橢球內(nèi)建立的O-XYZ坐標(biāo)系。原點O為參考橢球的幾何中心，X軸與赤道面和首子午面的交線重合，向東為正。Z軸與旋轉(zhuǎn)橢球的短軸重合，向北為正。Y軸與XZ平面垂直構(gòu)成右手系。

“參心”意指參考橢球的中心。在測量中，為了處理觀測成果和傳算地面控制網(wǎng)的坐標(biāo)，通常須選取一參考橢球面作為基本參考面，選一參考點作為大地測量的起算點（大地原點），利用大地原點的天文觀測量來確定參考橢球在地球內(nèi)部的位置和方向。參心大地坐標(biāo)的應(yīng)用十分廣泛，它是經(jīng)典大地測量的一種通用坐標(biāo)系。根據(jù)地圖投影理論，參心大地坐標(biāo)系可以通過高斯投影計算轉(zhuǎn)化為平面直角坐標(biāo)系，為地形測量和工程測量提供控制基礎(chǔ)。由于不同時期采用的地球橢球不同或其定位與定向不同，在我國歷史上出現(xiàn)的參心大地坐標(biāo)系主要有BJZ54（原）、GDZ80和BJZ54等三種。

地心坐標(biāo)系

geocentric coordinate system

以地球質(zhì)心為原點建立的空間直角坐標(biāo)系，或以球心與地球質(zhì)心重合的地球橢球面為基準(zhǔn)面所建立的大地坐標(biāo)系。

以地球質(zhì)心(總橢球的幾何中心)為原點的大地坐標(biāo)系。通常分為地心空間直角坐標(biāo)系(以x，y，z為其坐標(biāo)元素)和地心大地坐標(biāo)系(以B，L，H為其坐標(biāo)元素)。

地心坐標(biāo)系是在大地體內(nèi)建立的O-XYZ坐標(biāo)系。原點O設(shè)在大地體的質(zhì)量中心，用相互垂直的X，Y，Z三個軸來表示，X軸與首子午面與赤道面的交線重合，向東為正。Z軸與地球旋轉(zhuǎn)軸重合，向北為正。Y軸與XZ平面垂直構(gòu)成右手系。

6、廣播星歷 ：衛(wèi)星發(fā)播的預(yù)報一定時間內(nèi)衛(wèi)星軌道信息的電文信息。

精密星歷：供衛(wèi)星精密定位所使用的衛(wèi)星軌道信息。

區(qū)別是，前者是預(yù)報星歷，后者是后處理星歷

7、載波相位測量的原理：載波信號量測精度優(yōu)于波長的1/100，載波波長（L1=19cm, L2=24cm）比C/A碼波長(C/A=293m)短得多，所以GPS測量采用載波相位觀測值可以獲得比偽距（C/A碼或P碼）定位高得多的成果精度。

偽距測量的原理：GPS接收機(jī)對測距碼的量測就可得到衛(wèi)星到接收機(jī)的距離，由于含有接收機(jī)衛(wèi)星鐘的誤差及大氣傳播誤差，故稱為偽距。對C/A碼測得的偽距稱為C/A碼偽距，精度約為20米左右，對P碼測得的偽距稱為P碼偽距，精度約為2米左右。

8、絕對定位又稱為單點定位，這是一種采用一臺接收機(jī)進(jìn)行定位的模式，它所確定的是接收機(jī)天線的絕對坐標(biāo)。這種定位模式的特點是作業(yè)方式簡單，可以單機(jī)作業(yè)。絕對定位一般用于導(dǎo)航和精度要求不高的應(yīng)用中。相對定位又稱為差分定位，這種定位模式采用兩臺以上的接收機(jī)，同時對一組相同的衛(wèi)星進(jìn)行觀測，以確定接收機(jī)天線間的相互位置關(guān)系。

接收設(shè)備安置在運動的載體上的定位成為動態(tài)定位

9、Gps定位原理：GPS的基本定位原理是：衛(wèi)星不間斷地發(fā)送自身的星歷參數(shù)和時間信息，用戶接收到這些信息后，經(jīng)過計算求出接收機(jī)的三維位置，三維方向以及運動速度和時間信息。

10、Gps誤差來源有哪些：（1）與GPS衛(wèi)星有關(guān)的因素（2）與傳播路徑有關(guān)的因素（3）接收機(jī)有關(guān)的因素（4）GPS控制部分人為或計算機(jī)造成的影響，數(shù)據(jù)處理軟件的影響，固體潮、極潮和海水負(fù)荷的影響，相對論效應(yīng)。

11、Gps控制網(wǎng)布點原則：（1）周圍應(yīng)便于安置接收設(shè)備和操作，視野開闊，視場內(nèi)障礙物的高度角不宜超過15度；（2）遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源（如電視臺、電臺、微波站等），其距離不小于200m；遠(yuǎn)離高壓輸電線和微波無線電信號傳送通道，其距離不小于50m；（3）附近不應(yīng)有強(qiáng)烈反射衛(wèi)星信號的物件（如大型建筑物等）；（4）交通方便，并有利于其他測量手段擴(kuò)展和聯(lián)測；（5）地面基礎(chǔ)穩(wěn)定，易于點的保存；（6）AA、A、B級GPS點，應(yīng)選在能長期保存的地點；（7）充分利用符合要求的舊有控制點；（8）選站時應(yīng)盡可能使測站附近的小環(huán)境（地形，地貌，植被等）與周圍的大環(huán)境保持一致，以減少氣象元素的代表性誤差。

12、基線：三角測量中推算三角鎖、網(wǎng)起算邊長所依據(jù)的基本長度邊。

觀測時段：測站上開始接收衛(wèi)星信號到觀測停止，連續(xù)工作的時間段，簡稱時段。

同步觀測：兩臺或兩臺以上接收機(jī)同時對同一組衛(wèi)星進(jìn)行的觀測。同步觀測環(huán)：三臺或三臺以上接收機(jī)同步觀測獲得的基線向量所構(gòu)成的閉合環(huán)，簡稱同步環(huán)。獨立觀測環(huán)：由獨立觀測所獲得的基線向量構(gòu)成的閉合環(huán)，簡稱獨立環(huán)。

異步觀測環(huán)：在構(gòu)成多邊形環(huán)路的所有基線向量中，只要有非同步觀測基線向量，則該多邊形環(huán)路叫異步觀測環(huán)，簡稱異步環(huán)。獨立基線：對于N臺GPS接收機(jī)的同步觀測環(huán)，有J條同步觀測基線，其中獨立基線數(shù)為N-1。

非獨立基線：除獨立基線外的其它基線叫非獨立基線，總基線數(shù)與獨立基線之差即為非獨立基線數(shù)。

13、同步網(wǎng)之間的連接方式有哪些？

對于由N臺GPS接收機(jī)構(gòu)成的同步圖形中一個時斷包含的GPS基線數(shù)為：

但其中僅有N-1條是獨立的GPS邊，其余為非獨立邊。當(dāng)接收機(jī)數(shù)N=2～5時所構(gòu)成的同步圖形

當(dāng)同步觀測的GPS接收機(jī)數(shù)N≥3時，同步閉合環(huán)的最少數(shù)應(yīng)為：

14、Gps網(wǎng)形設(shè)計原則：（1）GPS網(wǎng)中不應(yīng)存在自由基線。所謂自由基線是指不構(gòu)成閉合圖形的基線，由于自由基線不具備發(fā)現(xiàn)粗差的能力，因而必須避免出現(xiàn)，也就是GPS網(wǎng)一般應(yīng)通過獨立基線構(gòu)成閉合圖形。（2）GPS網(wǎng)中的閉合條件中基線數(shù)不可過多。網(wǎng)中各點最好有三條或更多基線分支，以保證檢核條件，提高網(wǎng)的可靠性，使網(wǎng)中的精度、可靠性較均勻。（3）GPS網(wǎng)應(yīng)以“每個點至少獨立設(shè)站觀測兩次”的原則布網(wǎng)。這樣不同接收 機(jī)數(shù)測量構(gòu)成的網(wǎng)之精度和可靠性指標(biāo)比較接近。（4）為了實現(xiàn)GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換GPS網(wǎng)至少應(yīng)與地面網(wǎng)有2個重合點。

15、數(shù)據(jù)預(yù)處理的目的：對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯、加工、整理、分流并產(chǎn)生各種專用信息文件，為進(jìn)一步平差計算做準(zhǔn)備。

Gps測量定位技術(shù)設(shè)計及技術(shù)總結(jié)包括那些內(nèi)容？

在gps測量工作完成后，應(yīng)按要求編寫技術(shù)總結(jié)報告，其具體內(nèi)容包括外業(yè)和內(nèi)業(yè)兩大部分。外業(yè)技術(shù)總結(jié)內(nèi)容

測區(qū)范圍與位置，自然地理條件，氣候特點，交通及電信、電源等情況

任務(wù)來源，測區(qū)已有測量情況，項目名稱，施測目的和基本精度要求；

施測單位，施測起訖時間，技術(shù)依據(jù)，作業(yè)人員情況； 接收設(shè)備作業(yè)儀器類型與數(shù)量、精度、檢驗情況； 點位觀測質(zhì)量評價，埋石與重合點情況； 觀測方法要點與補(bǔ)測、重測情況； 外業(yè)觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量分析與野外數(shù)據(jù)檢驗情況 內(nèi)業(yè)技術(shù)總結(jié)內(nèi)容：

數(shù)據(jù)處理方案、所采用的軟件、所采用的星歷、起算數(shù)據(jù)、坐標(biāo)系統(tǒng)，以及無約束、約束平差情況。誤差檢驗及相關(guān)參數(shù)與平差結(jié)果的精度估計等。

上交成果中尚存在的問題和需要說明的其他問題、建議或改進(jìn)意見 綜合附表與附圖

16、GPS數(shù)據(jù)預(yù)處理的目的是：①對數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑濾波檢驗，剔除粗差；②統(tǒng)一數(shù)據(jù)文件格式并將各類數(shù)據(jù)文件加工成標(biāo)準(zhǔn)化文件（如GPS衛(wèi)星軌道方程的標(biāo)準(zhǔn)化，衛(wèi)星時鐘鐘差標(biāo)準(zhǔn)化，觀測值文件標(biāo)準(zhǔn)化等）；③找出整周跳變點并修復(fù)觀測值(整周跳變的修復(fù)見5.3.3)；④對觀測值進(jìn)行各種模型改正。

17、Gps基線向量網(wǎng)平差有哪些類型：三維無約束平差法，二維約束平差，三維聯(lián)合平差，二維聯(lián)合平差

18、Gps信號接收機(jī)分類：按工作原理分為，碼相關(guān)型接收機(jī)，平方型接收機(jī)，混合型接收機(jī)。按接收機(jī)用途分為：導(dǎo)航型接收機(jī)，測量型接收機(jī)，授時型接收機(jī)。按接收機(jī)接收的載波頻率分為，單頻接收機(jī)，雙頻接收機(jī)。按接收機(jī)的通道數(shù)分為，多通道接收機(jī)，序貫通道接收機(jī)，多路復(fù)用通道接收機(jī)

19、Gps信號接收機(jī)的工作原理：當(dāng)GPS衛(wèi)星在用戶視界升起時，接收機(jī)能夠捕獲到按一不定期衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測衛(wèi)星，并能夠跟蹤這些衛(wèi)星的運行；對所接收到的GPS信號，具有變換、放大和處理的功能，以便測量出GPS信號從衛(wèi)星到接收天線的傳播時間，解譯出GPS衛(wèi)星所發(fā)送的導(dǎo)航電文，實時地計算出測站的三維位置，甚至三維速度和時間。

第五篇：慣性導(dǎo)航原理習(xí)題

《慣性導(dǎo)航原理》課程習(xí)題

2012年 5月30日，授課老師：吳了泥

1． 分類介紹當(dāng)代導(dǎo)航系統(tǒng)？

2．平臺式慣導(dǎo)的硬件組成，各個器件的作用？

3． 自由轉(zhuǎn)子陀螺的干擾力矩由哪些引起，高精度陀螺如何改進(jìn)支撐方式，減小干擾力矩。4． 描述轉(zhuǎn)子陀螺的定軸性、進(jìn)動性、表觀運動和章動。

5． 用動量距定理說明轉(zhuǎn)子陀螺進(jìn)動方向和大小，說明轉(zhuǎn)子陀螺的表觀運動。6． 描述雙自由度陀螺的技術(shù)方程。從技術(shù)方程出發(fā)，描述常值外力矩下陀螺的運動。7． 描述單自由度陀螺的技術(shù)方程，并解算單自由度陀螺的種類。

8． 說明雙自由度陀螺、單自由度陀螺如何測量角運動。

9． 說明二自由度陀螺的單軸穩(wěn)定平臺如何實現(xiàn)穩(wěn)定和跟蹤。

10．11．

12．13．

14．15．

16．17．

18．19．

20．21．

22．23．

24．25．

26．簡要描述動力調(diào)諧陀螺、激光陀螺、光纖陀螺和微機(jī)械陀螺的的機(jī)理和特點。普通擺式加速度計的技術(shù)方程，說明測量機(jī)理。撓性擺式加速度計的結(jié)構(gòu)，簡要描述其工作機(jī)理，并給出技術(shù)方程。描述慣性坐標(biāo)系，導(dǎo)航坐標(biāo)系，地理坐標(biāo)系，以及機(jī)體坐標(biāo)系的定義。說明比力的概念，寫出比力方程，并描述比力方程的意義？ 描述休拉調(diào)諧，及其物理意義？陀螺穩(wěn)定平臺如何實現(xiàn)休拉調(diào)諧？ 說明慣導(dǎo)垂直通道為什么是不穩(wěn)定的？說明垂直通道阻尼回路的作用。平臺式慣導(dǎo)的力學(xué)編排，及施矩指令。平臺式慣導(dǎo)有哪些誤差源，并描述誤差傳播過程。簡要推導(dǎo)姿態(tài)誤差方程、速度誤差方程和位置誤差方程。慣導(dǎo)的基本誤差特性是哪三種振蕩運動合成的？說明三種振蕩運動產(chǎn)生的原因。簡要說明平臺式慣導(dǎo)水平對準(zhǔn)和方位對準(zhǔn)的基本原理。捷聯(lián)慣導(dǎo)和平臺慣導(dǎo)的區(qū)別，捷聯(lián)慣導(dǎo)的優(yōu)缺點？ 說明比力坐標(biāo)變換的方法。描述歐拉角的定義，用歐拉角法描述姿態(tài)矩陣，并寫出微分方程。描述四元數(shù)法的物理意義，用四元數(shù)法描述姿態(tài)矩陣，并寫出微分方程。寫出四元數(shù)和歐拉角間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。什么叫轉(zhuǎn)動的不可交換性誤差？旋轉(zhuǎn)等效矢量法是如何消除轉(zhuǎn)動不可交換性誤差？用旋轉(zhuǎn)等效矢量法描述姿態(tài)矩陣，并寫出微分方程。