GPS在物流領(lǐng)域中的應(yīng)用

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1、GPS在物流領(lǐng)域中的應(yīng)用一實(shí)驗(yàn)?zāi)康奈覀円ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)了解GPS即全球定位系統(tǒng)(GlobalPositioningSystem)的工作原理以及組成部分，更加深入的了解GPS,以便于我們以后的使用，隨著GPS技術(shù)的廣泛應(yīng)用，我們要與時(shí)俱進(jìn)的了解此項(xiàng)技術(shù)，更好的服務(wù)我們的生活。二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.GPS的組成全球定位系統(tǒng)(GPS)主要由空間星座部分、地而監(jiān)控部分和用戶(hù)設(shè)備部分三大部分組成。1.1空間星座部分1.1.1GPS衛(wèi)星星座全球定位系統(tǒng)的空間星座部分由24顆衛(wèi)星組成，英屮21顆工作衛(wèi)星，3顆可隨時(shí)啟用的備用衛(wèi)星。工作衛(wèi)星均勻分布在6個(gè)近圓形軌道面內(nèi)，毎個(gè)軌道面上有4顆衛(wèi)星(見(jiàn)

2、圖16-2)。衛(wèi)星軌道面相對(duì)地球赤道面的傾角為55°，各軌道平面升交點(diǎn)的赤經(jīng)相差60°，同一?軌道上兩一衛(wèi)星之間的升交角距相差90°。軌道平均高度為20200km,衛(wèi)星運(yùn)行周期為11小時(shí)58分。在地平線(xiàn)以上的衛(wèi)星數(shù)目隨時(shí)間和地點(diǎn)而異，最少為4顆，最多時(shí)達(dá)11顆。1.1.2GPS衛(wèi)星及功能GPS衛(wèi)星（見(jiàn)圖16-3）的主體呈圓柱形，直徑為1.5m,重約774kg,設(shè)計(jì)壽命為7.5年。主體兩側(cè)配有能自動(dòng)對(duì)日定向的雙葉太陽(yáng)能板，為衛(wèi)星正常工作提供電源，通過(guò)一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)保持衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)并穩(wěn)定軌道位置。每顆衛(wèi)星裝冇4臺(tái)高精度原了鐘（御鐘和艷鐘各兩臺(tái)），以保證發(fā)射出標(biāo)準(zhǔn)頻率，為GPS

3、測(cè)量提供高精度的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。GPS衛(wèi)星的主要功能是：（1）接收和儲(chǔ)存由地面監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)射來(lái)的導(dǎo)航信息；（2）接收并執(zhí)行地面監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送的控制指令，如調(diào)整衛(wèi)星姿態(tài)和啟用備用吋鐘、備用一衛(wèi)星等；（3）向用戶(hù)連續(xù)不斷地發(fā)送導(dǎo)航與定位信息，并提供時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)、衛(wèi)星木身的空間實(shí)時(shí)位置及其它在軌衛(wèi)星的概略位置。1.1.3GPS衛(wèi)星信號(hào)及SA技術(shù)（1）GPS衛(wèi)星信號(hào)GPS衛(wèi)星信號(hào)與導(dǎo)航電文是通過(guò)發(fā)射高頻載波信號(hào)來(lái)傳送的（圖16-4）,振蕩器產(chǎn)生一?個(gè)基準(zhǔn)頻率F0=10.23MHz的高頻載波信號(hào)，分別以154倍和120倍實(shí)現(xiàn)倍頻后，形成兩個(gè)載波頻率信號(hào)L1二1575.42MHz,L2=l2

4、27.60MHz,波長(zhǎng)分別為X1=19.03cm,X2=24.42cm。GPS衛(wèi)星的三種碼信號(hào)（載波的三種相位調(diào)制）:P碼或精碼：兩個(gè)載波被F0調(diào)制的偽隨機(jī)碼；主婆用于較精密的導(dǎo)航定位，只供美國(guó)軍方和授權(quán)用戶(hù)使用。C/A碼或粗碼：L1載波頻率被調(diào)制為0.1F0的偽隨機(jī)碼；測(cè)距精度低。導(dǎo)航電文或D碼：兩個(gè)載波上都調(diào)制了50（bit/s）的數(shù)據(jù)皿，它向用戶(hù)提供為計(jì)算衛(wèi)星坐標(biāo)用的衛(wèi)星星歷、系統(tǒng)時(shí)間、衛(wèi)星鐘性能及電離層改正參數(shù)等信息。有每顆GPS衛(wèi)星的識(shí)別碼，區(qū)分來(lái)自不同衛(wèi)星的信號(hào)。10.Z3MM??4,IOZM4rsou/>LiFHionm—DHS16-4(2)SA(Se

5、lectiveAvailability)政策與技術(shù)SA(SelectiveAvailability)政策：選擇可用性政策。為保障美國(guó)政府的利益與安全,使非特許用戶(hù)不能獲得高精度實(shí)時(shí)定位,美國(guó)國(guó)防部對(duì)GPS丄作衛(wèi)星發(fā)播的信號(hào)實(shí)行SA政策。SA技術(shù)：對(duì)GPS衛(wèi)星基準(zhǔn)頻率采用§技術(shù)，即GPS的基準(zhǔn)信號(hào)人為的引入一個(gè)高頻抖動(dòng)信號(hào)，以降低C/A碼偽距觀測(cè)量的精度；對(duì)導(dǎo)航電文采用￡技術(shù)，干擾衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)，降低GPS衛(wèi)星播發(fā)軌道參數(shù)的精度，降低利用C/A碼進(jìn)行單點(diǎn)定位的精度。在SA的影響下，偽距單點(diǎn)定位精度由±25m降到±50m。大多商用GPS接收機(jī)工作于C/A碼，只能使用降低了

6、精度的C/A碼。2000年5刀美國(guó)政府取消了SA政策，民川C/A碼的精度得到了顯著的實(shí)質(zhì)上的改善。1.2地面監(jiān)控部分GPS的地面監(jiān)控系統(tǒng)主要由分布在全球的五個(gè)地面站組成，按其功能分為主控站(MCS)、注入站(GA)和監(jiān)測(cè)站(MS)三種(圖16-5)。/ft入?▲rnM主控站：一個(gè)，設(shè)在美國(guó)本土的科羅拉多空間中心。負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和管理所冇地而監(jiān)控系統(tǒng)，具體任務(wù)：根據(jù)所有地面監(jiān)測(cè)站的觀測(cè)資料推算編制各衛(wèi)星的星歷、衛(wèi)星鐘差和大氣層修正參數(shù)等，并把這些數(shù)據(jù)及導(dǎo)航電文傳送到注入站；提供全球定位系統(tǒng)的時(shí)間基準(zhǔn)；調(diào)整一衛(wèi)星狀態(tài)和啟用備用一衛(wèi)星；還具冇監(jiān)測(cè)站功能等。注入站：現(xiàn)有三個(gè)，分

7、別設(shè)在卬度洋的迭哥伽西亞、南太平洋的卡瓦加蘭和南大西洋的阿松森群島。其主要任務(wù)是將來(lái)自主控站的衛(wèi)星星丿力、鐘差、導(dǎo)航電文和其它控制指令注入到相應(yīng)衛(wèi)星的存儲(chǔ)系統(tǒng)，并監(jiān)測(cè)注入信息的正確性；亦具有監(jiān)測(cè)站功能。監(jiān)測(cè)站：原有五個(gè)(含上述四個(gè)地面站，另一個(gè)設(shè)在夏威夷)。主要任務(wù):是連續(xù)觀測(cè)和接收所有GPS衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)并監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的工作狀況，將采集到的數(shù)據(jù)連同當(dāng)?shù)貧庀笥^測(cè)資料和時(shí)間信息經(jīng)初步處理后傳送到主控站。2000年，監(jiān)測(cè)站增加到10個(gè)(我國(guó)家測(cè)繪局與美國(guó)國(guó)家影像與制圖局NIMA合作在房山建立了一個(gè)監(jiān)測(cè)站），大大改善了衛(wèi)星廣播星丿力的精度。對(duì)于精密定位,用戶(hù)等效距離誤差由