GSM与GPS结合跟踪移动目标 作者: 华中科技大学电子与信息工程系在职研究生 胡兰馨
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GPS和GSM,看似两个不同领域的东西,但如果巧妙地加以组合,它们将在许多方面改变人们的生活,影响人们的生活。
目前,随着社会的进步,以及人们物质生活和精神生活水平的不断提高,人们越来越希望能即时、准确的知道某些物品、某些人的重要信息,如地理位置、移动目标的速度和方向等等,因此,能实现这种愿望的高科技产品,就越来越受到人们的关注和喜爱。GPS就是这样一种能实现高精度、全天候、高效率、多功能、操作简便、价格可接受的高科技定位产品。而GSM除了能够提供人们熟悉的语音信息以外,它还能在GPS和使用者之间,通过数据业务和短消息业务,很好的传递控制和定位信息,为GPS这种高科技定位产品,在民间廉价的应用提供基础。因此,GPS和GSM技术结合的产物,将最大程度的满足人们对移动目标的跟踪需求。
英文:“NAVSTAR/GPS”为“Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning System”的缩写,简称GPS, 它的含义是利用卫星测时和测距进行导航,从而构成全球卫星定位系统。现在国际上已经公认:将这一全球定位系统简称为GPS系统。该系统是以卫星为基础的无线电导航定位定时系统,具有全能性(陆地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、连续性和实时性。
在很早以前,人们就已经开始了定位技术的研究,但直到1967年7月29日,美国政府宣布将海军导航卫星系统(NNSS),也称子午卫星(TRANSIT)系统的部分导航电文解密供民间应用后,GPS这种全球卫星定位系统才真正撩起神秘的面纱,被人们所结识、所利用,才显示出它巨大的经济价值和社会价值。
80年代后,随着GPS实验卫星和工作卫星的先后升空,经过各国科学家和生产厂家的共同努力,GPS硬件(接收机及各种配件)和软件技术日趋成熟,使得GPS的定位精度越来越高,观测速度越来越快,自动化程度越来越完善,价格却越来越低,这为GPS的广泛应用,开拓了更广阔的前景。
GPS系统包括三部分:GPS卫星星座(空间部分)、地面控制系统(地面监控部分)、GPS接收机(用户部分)。
GPS卫星星座(空间部分):
由24颗覆盖全球上空的卫星组成,它们均匀分布在6个轨道平面内,轨道倾角55度,各个轨道平面之间相距60度,同一轨道平面上的卫星之间的升交角距相差90度,任意轨道平面上的卫星比西边相邻平面轨道上的相应卫星超前30度。空间部分总投资200亿美元,它的实施分成三个阶段:
第一阶段:1974~1978年为方案论证阶段,在美国加利福尼亚的范登堡空军基地,采用Atlas F火箭,从1978年2月22日发射第一颗GPS试验卫星起,到1985年10月9日发射完最后一颗卫星,共发射了11颗代号为BLOCK-Ⅰ的GPS试验卫星在轨道上,运行轨道呈椭圆形,长半轴为26560km,倾角为64°,轨道高度约20000km。目前仍有4颗卫星在工作。
第二阶段:1979~1987年为系统论证阶段。
第三阶段:1988~1993年为生产实验阶段。自1989年初开始,在美国佛罗里达州肯尼迪空间中心的卡纳维拉尔角基地,采用Delta火箭,发射了代号为BLOCKⅡR型的第三代GPS试验卫星,组成了GPS的卫星星座。它是由21颗工作卫星和3颗备用卫星组成,称为(21+3)GPS星座。卫星轨道面有6个,长半轴为26609km,偏心率为0.01,倾角为55°,轨道高度约20200km,运行周期为11小时58分钟(恒星时12小时),载波频率为1575.42MHz和1227.60MHz,卫星能覆盖地面面积38%,通过天顶时可见时间为5小时。在地球表面上的任何时间和地点,在高度角15度以上,平均可同时观测到6颗以上卫星。由于卫星对地面的距离和波束覆盖面积基本不变,因此在覆盖区域内,接收机接收到的信号近似相等,这非常有利于定位精度的提高。 |