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卫星定位技术
本节核心知识点
一、位置信息与定位技术
二、GPS卫星定位技术
三、北斗导航系统
内容一:位置信息与定位技术
为什么需要定位?
基于位置的服务
自动导航
搜索周边服务信息
基于位置的社交网络:Foursquare
位置信息和我们的生活息息相关
位置信息不是单纯的“位置”
•地理位置(空间坐标)
•处在该位置的时刻(时间坐标)
•处在该位置的对象(身份信息)
为什么需要定位?
CNN:2018年中国手机网民用户已经突破13亿
Manypeopleliketousetheseadvancedtechnologiesanddevices
(mobile,localization,portable)
为什么需要定位?
网络异构
•接入物联网的设备五花八门
•连接起来的网络各自不同
→如何让不同的设备在不同的网络下准确定位
环境多变
室外vs.室内
空旷地带vs.障碍物众多
静止设备vs.频繁运动
大规模应用
•物联网时代,接入网络的设备将超过500亿台
→如何应对庞大的数量增长
→如何让定位技术为简单设备(如RFID标签)所用
常见的定位技术
定位是通过特定的位置标识与测距技术来确定物体的空间物理
位置信息(经纬度坐标)。
常用的定位方法一般分为两种:
一种是基于卫星导航的定位;
一种是基于参考点的基站定位。
基于卫星导航的定位方式主要是利用设备或终端上的GPS定
位模块将自己的位置信号发送到定位后台来实现定位;
基站定位则是利用基站与通信设备之间无线通信和量测技术,
计算两者间的距离,并最终确定通信设备位置信息。
基站定位不需要设备或终端具有GPS定位功能,但是其定位
精度很大程度依赖于基站的分布及覆盖范围的大小,误差较大
。目前,蜂窝定位中的大部分方法都是采用基站定位实现的。
内容二:GPS卫星定位技术
卫星定位技术
卫星定位导航系统是利用卫星来测量物体位置的系
统。由于对科技水平要求较高且耗资巨大,所以世
界上只有少数的几个国家能够自主研制卫星定位导
航系统。目前已投入运行的主要包括:
1)美国的全球定位系统(GPS),目前唯一覆盖全球
的卫星定位导航系统。
2)俄罗斯的格洛纳斯系统(GLONASS),目前只覆
盖俄罗斯境内。
3)中国的北斗导航系统(COMPASS),目前只覆盖
我国境内。
GPS系统的发展
20世纪70年代(1973),由于人们对连续实时三维导航的需求日渐增强
,美国国防部开始研究和建立新一代空间卫星导航定位系统。主要目的是
为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务。
经过20余年的研究实验,耗资近300亿美元,到1994年3月,一个由24
颗卫星组成,全球覆盖率达98%的卫星导航系统终于布设完成,该系统被
称为GPS,是继阿波罗登月、航天飞机之后的第三大空间工程。
GPS(GlobalPositionSystem,全球定位系统),全称是
“NavigationSatelliteTimingAndRanging/GlobalPosition
System,NAVSTAR/GPS”,其意为“导航卫星测时与测距/全球定位
系统”。
该系统以卫星的无线电导航技术为基础,可实现授时和测距的空间交会定
点的定位导航,为全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置、三维速
度和时间等相关信息。
GPS系统的结构
GPS系统主要由空间部分、地面控制部分和用户接收设备三部分构成
•宇宙空间部分
24颗工作卫星
•地面监控部分(全部在美国境内)
1个主控中心(另有1个备用)
4个专用地面天线
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