GPS技术在对讲机中的应用

 GPS 技术在对讲机的应用 1 GPS概述 GPS 的英文全称是Nav igation Satellite Timing And Ranging Global Position Sy stem，有时也被称作NAVSTAR GPS。其意为―导航星测时与测距全球定位系统‖，或简称全球定位系统。 1.1 GPS的基本原理 GPS 主系统是美国发射运行的卫星系统，包含了27 颗能持续发送地理位置海拔高度和时间信号的卫星， 24 个正常使用，3 个备用，这些卫星平均分布运行在六个轨道上。24 颗 GPS 卫星在离地面2 万 2 千公里的高空上，以12 小时的周期环绕地球运行，使得地面上的任何一点都可以同时观测到4 颗以上的卫星。由于卫星的位置精确可知，在GPS 观测中，就可以得到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，用三颗卫星就可以组成三个方程，解出观测点的位置（ X，Y， Z），考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4 个未知数，X、 Y、 Z 和时差，因而需要引入第4 颗卫星，形成四个方程式进行求解，从而得到观测点的经度、纬度和高度。这就是GPS 卫星系统实现定位的基本原理。 1.2 GPS的组成 全球定位系统由三部分构成：地面控制站、空间部分、用户装置部分。 主控站：负责管理、协调整个控制系统的工作，由地面天线（在主控站的控制下向卫星注入导航电文）、监测站（数据自动收集中心）和通信辅助系统（数据传输）组成。 空间部分：由24 颗卫星组成，分布在6 个轨道平面上。 用户装置部分：主要由GPS 接收机和卫星天线组成。 1.3 GPS的发展历程 GPS 系统的前身为美军研制的一种子午仪卫星定位系统（Transit），1958 年研制，1964 年正式投入使用。该系统用5到 6 颗卫星组成的星网工作，每天最多绕过地球13 次，无法给出高度信息，在定位精度方面也不尽如人意。由于卫星定位显示出在导航方面的巨大优越性及子午仪系统存在对潜艇和舰船导航方面的巨大缺陷。美国海陆空三军及民用部门都感到迫切需要一种新的卫星导航系统。为此,美国海军研究实验室(NRL)提出了名为Tinmation 的用12 到 18 颗卫星组成 10000km 高度的全球定位网计划，并于67 年、69 年和74 年各发射了一颗试验卫星，在这些卫星上初步试验了原子钟计时系统，这是GPS 系统精确定位的基础。 1973 年美国国防部将海空军定位系统合二为一。GPS 导航卫星自1978 年发射以来，其型别已由第Ⅰ，Ⅱ和ⅡA 批次发展到ⅡR 批次。目前正在制造33 颗更先进的ⅡF 批次卫星。美国还在考...