文章导读:
gps定位原理及应用实例
GPS是英文Navigation Satellite Timing and Ranging / Global Positioning System的缩写,意为利用卫星导航进行测时和测距,以构成全球卫星定位系统。是美国国防部主要为满足军事部门对海上、陆地和空中设施进行高精度导航和定位的需要而建立的。自1973年美国军方批准成立联合计划局开始GPS的研究工作到1993年系统建成,该工程历时20年,耗资300亿美元,成为继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的第三项庞大空间计划。它从根本上解决了人类在地球上的导航和定位问题,在军事和工农业等领域得到了广泛的应用。给导航和定位技术带来了巨大的变化。
全球定位系统的主要用途:(1)陆地应用,主要包括车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、 市政规划控制等;(2)海洋应用,包括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等;(3)航空航天应用,包括飞机导航、航空遥 感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。
中国古代的定位导航方式有哪些?
我国古代很早就将天文定位技术应用在航海中。东晋僧人法显在访问印度乘船回国时曾记述:“大海弥漫无边,不识东西,唯望日、月、星宿而进”。到了元、明时期天文定位技术有很大发展。当时采用观测恒星高度来确定地理纬度的方法,叫做“牵星术”,所用的测量工具,叫做牵星板。根据牵星板测定的垂向高度和牵绳的长度,即可换算出北极星高度角,它近似等于该地的地理纬度。郑和率领的船队在航行中就是采用“往返牵星为记”来导航的。在航行中,他们还绘制了著名的《郑和航海图》。我国的航海图虽然宋代就已应用,但多只是以近海为主,不能满足大船队的远航需要。郑和与他的助手王景弘依据多次航行所得的海域和陆地知识,制成了远航图册,名为“自宝船厂开船从龙江关出水直抵外国诸蕃国”,后人称之为“郑和航海图”。该图以南京为起点,最远达非洲东岸的图作蒙巴萨。全图包括亚非两洲,地名50O 多个,其中我国地名占200多个,其余皆为亚洲诸国地名。所有图幅都采用“写景”画法表示海岛,形象生动,直观易读。在许多关键的地方还标注“牵星”数据,有的还注有一地到另一地的“更”数,以“更”来计量航海距离等。可以说,郑和航海图是我国古代地图史上真正的航海图。
南
司南是我国春秋战国时代发明的一种最早的指示南北方向的指南器,还不是指南针。
早在两千多年前汉(公元前206-公元220年),中国人就发现山上的一种石头具有吸铁的神奇特性,并发现一种长条的石头能指南北,他们管这种石头叫做磁石。古代的能工巧匠把磁石打磨凿雕成一个勺形,放在青铜制成的光滑如镜的底盘上,再铸上方向性的刻纹。这个磁勺在底盘上停止转动时,勺柄指的方向就是正南,勺口指的方向就是正北,这就是我国祖先发明的世界上最早的指示方向的仪器,叫做司南。
司南的“司”就是“指”的意思。
根据春秋战国时期的《韩非子》书中和东汉时期思想家王充写的《论衡》书中的记载,以及现代科学考石学家的考证和所制的司南模型,说明司南是利用天然磁石(古代称慈石,用慈爱来描述磁石吸铁现象)制成汤勺形,由其勺柄指示南方。而在春秋战国时期的《管子》书中和《山海经》书中便有了关于慈石的记载,而在这一时期的《鬼谷子》书中和《吕氏春秋》书中还进一步有了慈石吸铁的记载。这可以说是古代最早的磁指南器,现在北京的中国历史博物馆和其他地方的许多博物馆都有司南的模型展出。这里要指出关于指南车的问题,历史上传说黄帝(约公元前47世纪)和西周周公(约公元前21世纪)曾制造和使用指南车,但是经过后来的文献考证和模型制作试验,都已证明指南车与指南针没有关系,汉代以后的指南车是依靠机械结构,而不是依靠磁性指南的。现在北京的中国历史博物馆中也有指南车的模型展出。
汽车利用GPS实现导航的实例及原理分析?
GPS在汽车导航和交通管理中的应用三维导航是GPS的首要功能,飞机、轮船、地面车辆以及步行者都可以利用GPS导航器进行导航。汽车导航系统是在全球定位系统GPS基础上发展起来的一门新型技术。汽车导航系统由GPS导航、自律导航、微处理机、车速传感器、陀螺传感器、CD-ROM驱动器、LCD显示器组成。GPS导航系统与电子地图、无线电通信网络、GPS应用计算机车辆管理信息系统相结合,可以实现车辆跟踪和交通管理等许多功能。
2008年,被人们称为中国的“3G元年”。众所周知,在国内通信领域,最火的就是正在试运行的TD-SCDMA——3G标准。作为新一代的通信技术,3G带给人们非常多的期许。3G牌照的全面发放,也成了人们共同关注的焦点。其实在国内的GPS导航领域也在经历着一场蜕变,第三代PND类导航产品的应运而生,已经把人们带进了全新的导航时代。
卫星导航应用产业在国民经济中发挥着越来越重要的作用,将成为十一五”发展的亮点。在“十一五”期间,卫星导航在其它领域如航空、海路、铁路、建筑、电信、电力等方面的应用都会有很大的发展空间。
卫星导航技术的发展趋势主要表现在三方面:一是卫星导航的多系统并存,使系统可用性得以提高,应用领域将更广阔;二是多元组合导航技术正在得到推广应用,主要有GPS与移动通信基站定位、陀螺、航位推算技术等的组合应用;三是卫星导航与无线通信等其它高技术相结合,如GPS接收机嵌入到蜂窝电话、便携式PC、PDA和手表等通信、安全和消费类电子产品中,从根本上促进了IT技术的整体发展。
北斗心脏导航系统精度超准,这背后有什么故事?
北斗卫星的“心脏”指的是铷原子钟,北斗卫星定位、测速的精度都取决于它。现如今,北斗心脏导航系统精度已经达到了惊人的每三百万年差1秒,这辉煌成果的背后有多少艰辛的故事,让我们一起去了解吧。
早在上世纪六七十年代,我国已经开始对铷原子钟的研究,但那个时候只是理论上的研究。要想从无到有,这个得付出多大的才行啊。那时候“建设中国人自已导航系统”的目标刚刚出现,北斗的研制团队就马上意识到北斗卫星的“心脏”必须是中国自已人完成。面对简陋的条件,外国技术的封锁,研发团队发扬不怕苦、不怕累的精神夜以继日的研究,终于在2006年,我国第一台星载铷钟产品搭载验证取得圆满成功。但是,属于他们的考验才刚刚开始。
研发团队来不及庆祝,就马上投入到了北斗二号首发星的研制任务中。由于卫星导航的频率资源采取先到先得的方式,如果我们不能在约定时间内完成发射卫星,那么根据国际电联规定,我们的申请频率资源就会作废。那时留给研发团队的时间只有8个月了,这是个非常紧张的时间。为了完成这个阶段任务,北斗研发团队人员废寝忘食地工作,吃住都在实验室,无论白天还是黑夜都在干活。终于取得了巨大的成果,北斗二号首发星的研制圆满完成。
北斗二号首发星的成功,标志着铷原子钟国产化的开始。在2012年之后发射的北斗卫星彻底改变了以前的发射模式,国产化铷钟正式全面取代进口铷钟,精度达到了惊人的每三百万年差一秒。
北斗心脏导航系统的研发从无到有,从艰难追赶到超越,这是一代代科学家、航天人付出无数个日夜奋斗出来的,最终让中国的北斗变成了世界的北斗。
变化。全球定位系统的主要用途:(1)陆地应用,主要包括车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、 市政规划控制等;(2)海洋应用,包括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及
海图虽然宋代就已应用,但多只是以近海为主,不能满足大船队的远航需要。郑和与他的助手王景弘依据多次航行所得的海域和陆地知识,制成了远航图册,名为“自宝船厂开船从龙江关出水直抵外国诸蕃国”
感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。中国古代的定位导航方式有哪些?我国古代很早就将天文定位技术应用在航海中。东晋僧人法显在访问印度乘船回国时曾记述:“