《现代物流信息技术》第4章.ppt

物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉2021-4-21 第 四 章 ： 全 球 卫 星 定 位 系 统 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉GPS WOULD HAVE SAVED HIM !2 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉GPS系 统 产 生n最 古 老 、 最 简 单 的 导 航 方 法 是 星 历 导 航 ， 人 类 通 过观 察 星 座 的 位 置 变 化 来 确 定 自 己 的 方 位 ；n最 早 的 导 航 仪 是 中 国 人 发 明 的 指 南 针 ， 几 个 世 纪 以来 它 经 过 不 断 的 改 进 而 变 得 越 来 越 精 密 ， 并 一 直 为人 类 广 泛 应 用 着 ；n最 早 的 航 海 表 是 英 国 人 John Harrison经 过 47年 的艰 苦 工 作 于 1761年 发 明 的 ， 在 其 随 后 的 两 个 世 纪 ，人 类 通 过 综 合 地 利 用 星 历 知 识 、 指 南 针 和 航 海 表 来进 行 导 航 和 定 位 。 3 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉本 章 教 学 要 点n了 解 GPS的 概 念 及 发 展 历 程 ；n掌 握 GPS的 分 类 ；n熟 悉 GPS的 特 点 ；n重 点 掌 握 GPS的 构 成 及 其 基 本 工 作 原 理 ；n了 解 GPS常 用 术 语 ；n掌 握 GPS定 位 方 式 ；n熟 悉 GPS的 应 用 。 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉本 章 内 容4.1 GPS概 述4.2 GPS的 分 类 与 特 点4.3 GPS的 构 成4.4 GPS工 作 原 理 概 述4.5 GPS在 现 代 物 流 中 的 应 用本 章 总 结 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉4.1.1 GPS的 概 念 及 其 发 展 历 程n 全 球 卫 星 定 位 系 统 (Global Positioning System， GPS)是 由 美 国 国 防 部 开 发 的 一 个 基 于 卫 星 的 无 线 导 航 系 统 。n20世 纪 50年 代 末 ， 前 苏 联 发 射 了 人 类 第 一 颗 人 造 地 球 卫 星 ，美 国 科 学 家 在 对 其 跟 踪 研 究 中 ， 发 现 了 多 普 勒 频 移 现 象 ， 并 利用 该 原 理 建 成 了 子 午 卫 星 导 航 系 统 (Navy Navigation Satellite System， NNSS)， 又 称 多 普 勒 卫 星 导 航 定 位 系 统 。nGPS从 根 本 上 解 决 了 人 类 在 地 球 及 其 周 围 空 间 的 导 航 和 定 位问 题 ， 它 可 以 用 于 海 陆 空 各 种 运 动 目 标 的 导 航 和 定 位 ， 满 足 军事 以 及 民 用 部 门 如 大 地 测 量 、 地 壳 监 测 等 领 域 。 目 前 民 用 服 务全 球 免 费 。4.1 GPS概 述 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉4.1.2 国 际 卫 星 导 航 系 统 发 展 历 程n美 国 的 GPSn苏 联 的 GLONASS全 球 定 位 系 统 n欧 盟 的 伽 利 略 定 位 系 统 (Galileo Positioning System) n中 国 的 北 斗 卫 星 定 位 系 统 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉美 国 的 全 球 卫 星 定 位 系 统 （ GPS） 我 国 北 斗 系 统 （ CNSS）俄 罗 斯 的 格 罗 纳 斯 系 统 （ CLONASS ）全 球 四 大 GPS卫 星 系 统 欧 盟 的 伽 利 略 系 统 （ GALILEO） 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉美 国 的 GPSn全 球 定 位 系 统 是 继 “ 阿 波 罗 ” 登 月 计 划 后 的 又 一 个 庞 大的 空 间 计 划 。 1957年 10月 ， 世 界 上 第 一 颗 卫 星 发 射 成 功后 利 用 卫 星 进 行 定 位 和 导 航 的 研 究 工 作 提 到 了 议 事 日 程 。n1967年 7月 美 国 政 府 批 准 对 海 军 导 航 卫 星 系 统 广 播 星 历解 密 ， 并 提 供 民 用 。n1973年 开 始 筹 建 GPS。n1994年 全 面 建 成 ， 历 时 20年 ， 耗 资 200亿 美 元 。n在 全 球 商 业 导 航 定 位 应 用 方 面 ， 一 直 处 于 绝 对 垄 断 地 位 。 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉n该 系 统 从 80年 代 初 建 设 ，n1995年 12月 14日 ， 系 统 的 24颗 卫 星 全 部 就 位 ， 1996年 初投 入 运 行 。 打 破 了 美 国 GPS一 统 天 下 的 局 面 。n因 国 家 经 济 不 景 气 ， 航 天 经 费 投 入 不 足 ， 卫 星 寿 命 过 短 ，2001年 前 一 直 在 低 谷 徘 徊 ， 最 少 时 仅 仅 有 6颗 在 运 行 。 n2001年 后 ， 随 着 经 济 的 复 苏 ， 俄 罗 斯 也 重 新 拉 开 了 部 署 该系 统 的 序 幕 。 目 前 已 有 17颗 星 正 在 运 行 。 和 GPS相 比 ， “ 格洛 纳 斯 ” 系 统 具 有 更 强 的 抗 干 扰 能 力 。俄 罗 斯 的 格 罗 纳 斯 系 统 （ CLONASS ） 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉欧 盟 的 伽 利 略 系 统 （ GALILEO）n为 了 冲 破 美 国 的 垄 断 ， 欧 盟 2002年 正 式 批 准 开 发 自 己 的 “ 伽 利 略 ”导 航 卫 星 定 位 系 统 。n伽 利 略 系 统 是 由 欧 盟 主 导 的 新 一 代 民 用 全 球 卫 星 导 航 系 统 ， 耗 资 超过 30亿 欧 元 。 系 统 由 两 个 地 面 控 制 中 心 和 30颗 卫 星 组 成 ， 其 中 27颗为 工 作 卫 星 ， 3颗 为 备 用 卫 星 。 卫 星 轨 道 高 度 约 2.4万 公 里 ， 位 于 3个倾 角 为 56度 的 轨 道 平 面 内 。n美 国 GPS向 别 国 提 供 的 卫 星 信 号 ， 只 能 发 现 地 面 大 约 10米 长 的 物体 ， 而 伽 利 略 的 卫 星 则 能 发 现 1米 长 的 目 标 。 一 位 军 事 专 家 形 象 地 比喻 说 ， GPS系 统 只 能 找 到 街 道 ， 而 伽 利 略 则 可 找 到 家 门 。n2011.11.5日 欧 洲 伽 利 略 导 航 系 统 首 批 卫 星 进 入 激 活 测 试 阶 段 。 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉u1983年 提 出 创 建 北 斗 导 航 定 位 系 统 ，u2000年 10月 31日 北 斗 一 号 在 西 昌 卫 星 发 射 中 心 发 射 升 空 。u2000年 12月 21日 第 二 颗 北 斗 导 航 实 验 卫 星 在 西 昌 发 射 中 心 发射 升 空 。u2011年 7月 27日 ， 我 国 在 西 昌 卫 星 发 射 中 心 用 “ 长 征 三 号 甲 ”运 载 火 箭 ， 成 功 将 第 九 颗 北 斗 导 航 卫 星 送 入 太 空 预 定 转 移 轨 道 。 n 覆 盖 范 围 ： 我 国 计 划 2012年 左 右 ， “ 北 斗 ” 系 统 将 覆 盖 亚 太地 区 ， 2020年 左 右 覆 盖 全 球 。 n 定 位 精 度 ： 10米 （ 精 度 与 GPS相 当 ）n 功 能 ： 快 速 实 时 定 位 ， 简 短 通 信 （ 可 一 次 传 送 120个 汉 字 短文 ） ， 精 密 授 时 （ 可 提 供 20ns的 时 间 同 步 精 度 ）中 国 的 北 斗 导 航 定 位 系 统 （ BEIDOU） 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉4.2.1 GPS的 分 类1. 按 接 收 机 的 用 途 不 同 分 类(1) 导 航 型 接 收 机 实 时 给 出 运 动 载 体 的 位 置 和 速 度(2) 测 地 型 接 收 机 精 密 的 大 地 测 量 和 工 程 测 量(3) 授 时 型 接 收 机 天 文 台 及 无 线 电 通 信2 按 接 收 机 的 载 波 频 率 不 同 分 类(1) 单 频 接 收 机(2) 双 频 接 收 机4.2 GPS的 分 类 与 特 点 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉导 航 型 GPS机手 持 型 GPS机 车 载 型 GPS机 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉大 地 型 GPS接 收 机 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉4.2.1 GPS的 分 类3 按 接 收 机 的 通 道 数 不 同 分 类(1)多 通 道 接 收 机(2)序 贯 通 道 接 收 机(3)多 路 多 用 通 道 接 收 机4 按 接 收 机 工 作 原 理 分 类(1) 码 相 关 型 接 收 机(2) 平 方 型 接 收 机(3) 混 合 型 接 收 机(4) 干 涉 型 接 收 机 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉4.2.2 GPS的 特 点1 定 位 精 度 高2 覆 盖 面 广 ： 全 天 候 、 全 球 范 围3 观 测 时 间 短4 被 动 式 、 全 天 候 的 导 航 能 力 ： 不 会 暴 露 用 户 位 置5 操 作 简 便 ： 轻 便 、 傻 瓜 化6 功 能 多 ， 应 用 广 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉4.3 GPS的 构 成 GPS卫 星 星 座GPS信 号 接 收 机 地 面 监 控 系 统 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉n 24颗 卫 星 (21+3备 用 )n 6个 轨 道 平 面 ， 每 个 轨 道 4颗 卫 星n 相 对 赤 道 55轨 道 倾 角n 20200km轨 道 高 度 (地 面 高 度 )n 11小 时 58分 轨 道 周 期n 5个 多 小 时 出 现 在 地 平 线 以 上 (每 颗 星 )4.3.1空 间 部 分 GPS卫 星 星 座 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉4.3.1空 间 部 分 GPS卫 星 星 座作 用 ：n接 收 、 存 储 导 航 电 文n生 成 用 于 导 航 定 位 的 信 号 （ 测 距 码 、 载 波 ）n发 送 用 于 导 航 定 位 的 信 号 （ 采 用 双 相 调 制 法 调 制 在载 波 上 的 测 距 码 和 导 航 电 文 ）n接 受 地 面 指 令 ， 进 行 相 应 操 作n其 他 特 殊 用 途 ， 如 通 讯 、 监 测 核 暴 等 。主 要 设 备n太 阳 能 电 池 板n原 子 钟 （ 2台 铯 钟 、 2台 铷 钟 ）n信 号 生 成 与 发 射 装 置 23 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉GPS卫 星 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉地 面 监 控 部 分 主 要 包 括 ： 一 个 主 控 站 ： 科 罗 拉 多 斯 普 灵 三 个 注 入 站 ： 大 西 洋 ： 阿 松 森 （ Ascencion) 印 度 洋 ： 迪 戈 加 西 亚 (Diego Garcia) 太 平 洋 ： 卡 瓦 加 兰 (kwajalein)五 个 监 测 站 =1个 主 控 站 +3个 注 入 站 +夏 威 夷 （ Hawaii)55夏威夷阿松森迪戈伽西亚卡瓦加兰科罗拉多斯必灵4.3.2地 面 监 控 部 分 地 面 监 控 系 统 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉n 地 面 控 制 站 是 由 美 国 国 防 部 控 制 ， 主 要 工 作 是 追 踪 及预 测 GPS卫 星 、 控 制 GPS卫 星 状 态 及 轨 道 偏 差 、 维 护整 套 GPS卫 星 工 作 正 常 。n 注 入 站 的 主 要 作 用 是 将 主 控 站 需 传 输 给 卫 星 的 资 料 以既 定 的 方 式 注 入 到 卫 星 存 储 器 中 ， 每 天 注 入 3次 。n 监 测 站 的 主 要 任 务 是 为 主 控 站 提 供 卫 星 观 测 数 据 。主 控 站 的 作 用 收 集 数 据 数 据 处 理 监 测 与 协 调 控 制 卫 星 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉4.3.3用 户 设 备 部 分 GPS信 号 接 收 机n GPS信 号 接 收 机 能 够 捕 获 到 按 一 定 卫 星 高 度 截 止 角 所 选 择的 待 测 卫 星 的 信 号 ， 并 跟 踪 这 些 卫 星 的 运 行 ， 对 所 接 收 的GPS信 号 进 行 变 换 、 放 大 和 处 理 ， 解 译 出 GPS卫 星 所 发 送的 导 航 电 文 ， 实 时 地 计 算 出 测 站 的 三 维 位 置 ， 甚 至 三 维 速度 和 时 间 。n GPS信 号 接 收 机 的 基 本 结 构 是 天 线 单 元 和 接 收 单 元 两 部 分 。 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉GPS信 号 接 收 机 天 线 单 元接 收 单 元 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉GPS定 位 技 术 的 缺 点uGPS需 要 良 好 的 对 天 通 视u接 收 天 线 的 观 测 视 野 中 不 应 存 在 障 碍 物u受 强 磁 场 、 高 压 线 等 辐 射 影 响 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉4.4.1 GPS常 用 术 语 1 坐 标 (Coordinate) GPS坐 标 有 二 维 和 三 维 两 种 。 当 GPS能 够 收 到 4颗 及以 上 卫 星 的 信 号 时 ， 它 可 以 计 算 出 本 地 的 三 维 坐 标 (经 度 、纬 度 、 高 度 )；2 路 标 (Landmark or Waypoint) 路 标 是 GPS数 据 核 心 ， 它 是 构 成 “ 路 线 ” 的 基 础 。 GPS内 存 中 保 存 有 一 个 点 的 坐 标 值 ， 在 有 GPS信 号 时 ，按 一 下 MARK键 ， 它 就 会 将 当 前 的 点 记 成 一 个 路 标 ， 并产 生 一 个 默 认 的 例 如 “ LMK01”的 名 字 ， 用 户 可 以 把 它 修改 成 一 个 易 认 的 名 字 ， 还 可 以 给 它 选 定 一 个 图 标 。4.4 GPS工 作 原 理 概 述 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉4.4.1 GPS常 用 术 语3 路 线 (Route) 路 线 是 GPS内 存 中 存 储 的 一 组 数 据 ， 包 括 一 个 起 点 和 一个 终 点 的 坐 标 ， 还 可 以 包 括 若 干 中 间 点 的 坐 标 ， 每 两 个 坐 标点 之 间 的 线 段 叫 做 一 条 “ 腿 ” 。 常 见 GPS能 存 储 20条 路 线 ，每 条 路 线 30条 “ 腿 ” 。4 前 进 方 向 (Heading) GPS没 有 指 南 针 的 功 能 ， 静 止 不 动 时 它 不 知 道 方 向 ， 但是 一 旦 动 起 来 ， 它 就 能 知 道 自 己 的 运 动 方 向 。 GPS每 隔 1s更新 一 次 当 前 地 点 信 息 ， 将 每 一 点 的 坐 标 与 上 一 点 的 坐 标 进 行比 较 ， 就 可 以 知 道 前 进 方 向 。 前 进 方 向 以 多 少 度 显 示 ， 这 个度 数 是 手 表 表 盘 朝 上 12:00指 向 北 方 ， 顺 时 针 转 的 角 度 。 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉4.4.1 GPS常 用 术 语5 导 向 (Bearing) 设 定 “ 走 向 ” 目 标 ， 按 GOTO键 ， 然 后 从 列 表 中 选 择 一 个路 标 。 以 后 “ 导 向 ” 功 能 将 导 向 此 路 标 。 如 果 目 前 有 活 跃 路 线(Activity route) ， 那 么 “ 导 向 ” 的 点 是 路 线 中 第 一 个 路 点 ， 每到 达 一 个 路 点 后 ， 自 动 指 到 下 一 个 路 点 。6 日 出 日 落 时 间 (Sun raise / set time) 日 出 、 日 落 时 间 是 GPS根 据 当 地 经 度 和 日 期 计 算 得 到 的 ，是 指 平 原 地 区 的 日 出 、 日 落 时 间 。 GPS的 时 间 是 从 卫 星 信 号 得到 的 格 林 威 治 时 间 。 对 中 国 来 说 应 设 8h， 此 值 只 与 时 间 的 显示 有 关 。 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉4.4.1 GPS常 用 术 语7 足 迹 线 GPS每 秒 更 新 一 次 坐 标 信 息 ， 所 以 可 以 记 载 自己 的 运 动 轨 迹 (Plot trail)。 一 般 GPS能 记 录 1 024个足 迹 点 ， 足 迹 点 的 采 样 有 自 动 和 定 时 两 种 方 式 。n自 动 采 样 由 GPS自 动 决 定 足 迹 点 的 采 样 方 式 ， 一 般是 只 记 录 方 向 转 折 点 ， 长 距 离 直 线 行 走 时 不 记 点 ；n定 时 采 样 可 以 规 定 采 样 时 间 间 隔 。 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉4.4.2 GPS的 基 本 工 作 原 理 GPS定 位 原 理 GPS定 位 采用 空 间 被 动 式 测 量原 理 ： 卫 星 不 间 断地 发 送 自 身 的 星 历参 数 和 时 间 信 息 ，用 户 接 收 到 这 些 信息 后 ， 经 过 计 算 求出 接 收 机 的 三 维 位置 ， 三 维 方 向 以 及运 动 速 度 和 时 间 信息 。 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉Xll V l Xl lll 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉Xll V lXl llll ll lVVVll VlllX lX 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉Xll V lXl lllVll 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉Xll V lXl llll ll lVVVll VlllX lX距 离 = 传 播 时 间 x 光 速 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉我 们 必 定 在 以 R1 为 半 径 的 球 面 的 某 个 点 上R1 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉2 个 球 面 相 交 成 一 个 圆 弧点 位 被 限 制 在 一 曲 线 上R1 R2 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉3 个 球 面 相 交 成 一 个 点3 个 距 离 段 可 以 确 定 纬 度 ， 经 度 ， 和 高 度点 的 空 间 位 置 被 确 定R1 R2R3 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉4.4.2 GPS的 基 本 工 作 原 理 假 设 t时 刻 在 地 面 待 测 点 上 安 置 GPS接 收 机 ， 可以 测 定 GPS信 号 到 达 接 收 机 的 时 间 t， 再 加 上 接 收机 所 接 收 到 的 卫 星 星 历 等 其 它 数 据 可 以 建 立 以 下 4个方 程 式 ： 1 02 03 04 02 2 2 1/21 1 1 12 2 2 1/22 2 2 22 2 2 1/23 3 3 32 2 2 1/24 4 4 4( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) ( )t tt tt tt tx x y y z z c v v dx x y y z z c v v dx x y y z z c v v dx x y y z z c v v d 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉GPS中 的 几 个 时 间 变 量)( -(-)-(* -( )-( )()(- 0 222tt vvctc ttttc ttttc ttc zzyyxxtcd ttt ttt ttt i iii ） ）（ ）（ 用 户 钟 差卫 星 钟 差卫 星 钟 面用 户 钟 面 卫 星 钟 差卫 星 钟 面用 户 钟 差用 户 钟 面 发 出到 达传 输 传 输发 出到 达 卫 星 钟 差卫 星 钟 面发 出 用 户 钟 差用 户 钟 面到 达 卫 星 星 历 提 供未 知 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉接 收 机 钟 差nGPS卫 星 采 用 的 时 钟 是 铯 原 子 钟 ， 价 格 十 分 昂贵 ， 但 精 确 度 非 常 高 。n接 收 机 中 一 般 使 用 精 度 较 低 的 石 英 钟 ， 因 而 卫星 钟 和 接 收 机 钟 就 不 可 能 同 步 ， 钟 误 差 较 为 严重 。n假 设 用 户 的 时 钟 慢 千 分 之 一 秒 ， 于 是 延 迟 就 多了 0.001秒 ， 所 测 量 得 的 距 离 也 就 多 了 三 百 公里 。 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉4.4.2 GPS的 基 本 工 作 原 理 实 现 GPS精 确 定 位 需 解 决 两 个 问 题 ：1 确 定 卫 星 的 准 确 位 置 使 卫 星 保 持 在 正 确 的 运 行 轨 道 。 将 正 确 的 运 行 轨 迹 编成 星 历 ， 注 入 卫 星 ， 且 经 由 卫 星 发 送 给 GPS接 收 机 。 正确 接 收 每 个 卫 星 的 星 历 ， 就 可 确 定 卫 星 的 准 确 位 置 。2 准 确 测 定 卫 星 信 号 传 输 时 间 GPS接 收 机 中 的 时 钟 ， 不 可 能 像 卫 星 上 那 样 设 置 昂贵 的 铯 原 子 钟 ， 所 以 就 利 用 测 定 第 4颗 卫 星 ， 来 校 准GPS接 收 机 的 时 钟 。 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉4.4.3 GPS定 位 方 式 1 根 据 定 位 的 模 式 不 同 分 类n绝 对 定 位 绝 对 定 位 又 称 为 单 点 定 位 ， 通 常 是 指 在 协 议 地 球 坐标 系 中 ， 采 用 一 台 接 收 机 ， 直 接 确 定 观 测 站 相 对 于 坐 标系 原 点 (地 球 质 心 )绝 对 坐 标 的 一 种 定 位 方 法 。 n相 对 定 位 相 对 定 位 又 称 为 差 分 定 位 ， 这 种 定 位 方 式 采 用 两 台或 者 两 台 以 上 的 接 收 机 ， 同 时 对 一 组 相 同 的 卫 星 进 行 观测 ， 以 确 定 接 收 机 天 线 间 的 相 互 位 置 关 系 。 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉4.4.3 GPS定 位 方 式 2. 根 据 获 取 定 位 结 果 的 时 间 不 同 分 类 n实 时 定 位 实 时 定 位 是 根 据 接 收 机 观 测 到 的 数 据 ， 实 时地 解 算 出 接 收 机 天 线 所 在 的 位 置 。n非 实 时 定 位 非 实 时 定 位 又 称 后 处 理 定 位 ， 它 是 对 接 收 机接 收 到 的 数 据 先 处 理 再 定 位 的 方 法 。 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉4.4.3 GPS定 位 方 式 3 根 据 定 位 时 接 收 机 的 运 动 状 态 不 同 分 类静 态 定 位 静 态 定 位 就 是 GPS接 收 机 在 捕 获 和 跟 踪 GPS卫星 的 过 程 中 固 定 不 变 ， 接 收 机 测 量 GPS信 号 的 传 播时 间 ， 利 用 GPS卫 星 在 轨 的 已 知 位 置 ， 解 算 出 接 收机 天 线 所 在 位 置 的 三 维 坐 标 。 动 态 定 位 动 态 定 位 就 是 在 进 行 GPS定 位 时 ， 认 为 接 收 机的 天 线 在 整 个 观 测 过 程 中 的 位 置 是 变 化 的 ， 是 GPS接 收 机 对 物 体 运 动 轨 迹 的 测 定 。 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉4.4.4影 响 GPS定 位 精 度 的 主 要 因 素1.接 收 不 到 4颗 及 以 上 卫 星 ： 由 于 高 建 筑 物 、 高 山 的 遮挡 。2.大 气 层 （ 电 离 层 和 对 流 层 对 信 号 的 延 迟 ） :一 般 可 以 根据 监 测 站 收 集 到 的 气 象 数 据 ， 再 利 用 典 型 的 电 离 层 和对 流 层 模 型 来 进 行 修 正 。3.GPS的 卫 星 钟 差4.GPS卫 星 轨 道 差5.人 为 干 扰 ， 如 安 装 微 波 发 射 装 置 。 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉军 用民 用4.5 GPS的 应 用 4.5.1 GPS的 应 用 领 域 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉GPS在 军 事 中 的 应 用GPS导 航 的 舰 载飞 弹 配 备 GPS的 士 兵 美 国 海 军 核 潜 艇 GPS赢 得 了 战 争 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉美 舰 发 射 战 斧 巡 航 导 弹精 确 打 击 武 器 大 多 使 用 了 GPS卫 星 定 位 制 导 系 统 。 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉GPS在 交 通 运 输 业 中 的 应 用航 运 、 航 空 搜 索陆 路 交 通 （ 车 辆 导 航 、 监 控 ）船 舶 远 洋 导 航 和 进 港 引 水 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉GPS在 测 量 中 的 应 用建 立 和 维 持 全 球 性 的 参 考 框 架 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉GPS在 测 量 中 的 应 用板 块 运 动 和 监 测 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉GPS在 测 量 中 的 应 用珠 峰 测 量 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉GPS在 测 量 中 的 应 用建 立 各 级 国 家 平 面 控 制 网 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉GPS在 测 量 中 的 应 用高 度 精 确 的 GPS接 收 系 统 可 以 即 时 得 到 公 分 级的 测 量 精 度 。 土 地 测 绘 、 建 筑 测 量 、 工 程 测 绘 、桥 梁 隧 道 测 量 。 市 话 网 市 话 网市 话 网 市 话 网市 话 网深 圳 市 连 续 运 行 卫 星 定 位 导 航 服 务 系 统 结 构 及 通 信 网 络 示 意 图市电信局监 控 分 析 中 心卫 星 定 位 信 号发 射 台 FM电 台 基 准 站 1基 准 站 2 基 准 站 3基 准 站 4 基 准 站 5进 入 移 动 电话 系 统用 户用 户 全 向 天 线定 向 天 线Modem 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉GPS在 其 他 领 域 中 的 应 用精 细 农 业遥 感卫 星 定 轨资 源 勘 探个 人 旅 游 及 野 外 探 险电 力 、 广 播 、 电 视 、 通 讯 等 网 络 的 时 间 同 步 、时 间 传 递 . 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉 卡 西 欧 卫 星 导 航 手 表 PROTREK 1841 卡 西 欧 卫 星 导 航 手 表 PROTREK 1841 世 界 上 第 一 款 最 小 的 卫 星 导 航 手 表 ， 著 名的 运 动 手 表 制 造 商 日 本 卡 西 欧 公 司 推出 的 CASIO PROTREK 1841。 这 款 手 表 它能 够 接 收 到 GPS的 卫 星 信 号 ， 为 全 球 用 户提 供 准 确 的 定 位 导 航 服 务 。 在 它 手 表 屏 幕上 ， 可 显 示 用 户 的 运 动 方 向 、 速 度 ， 目 的地 的 方 位 、 距 离 ， 并 以 图 形 方 式 记 录 了 运动 轨 迹 ， 不 受 地 形 条 件 的 限 制 。 更 适 于 喜 爱 旅 游 探 险 的 人 们 和 长 期 野 外 工 作 者 。 这款 手 表 内 置 微 小 的 GPS接 收 天 线 和 解 算 芯片 ， 解 决 了 二 十 多 年 来 GPS应 用 中 超 小 型化 、 高 灵 敏 度 和 设 备 节 电 的 问 题 ， 是 GPS民 用 领 域 的 一 大 创 举 。 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉n据 中 国 仓 储 协 会 的 调 查 报 告 显 示 ， 我 国 车 辆 运 营 的空 载 率 约 45%左 右 。 造 成 这 一 情 况 的 重 要 原 因 之 一就 是 物 流 企 业 无 法 准 确 知 道 运 行 车 辆 的 具 体 位 置 ，而 且 无 法 与 司 机 随 时 随 地 地 保 持 联 系 ， 不 能 为 其 组织 货 源 和 灵 活 配 货 。n同 时 ， 司 机 只 能 凭 个 人 经 验 确 定 路 线 ， 有 时 不 能 找到 最 佳 路 径 ， 不 仅 延 误 时 机 而 且 增 加 运 行 成 本 。 另外 ， 实 际 客 户 也 不 能 及 时 了 解 货 物 配 送 过 程 的 情 况 ，不 能 和 物 流 企 业 协 调 配 合 。n物 流 运 输 业 将 是 未 来 GPS应 用 的 主 要 市 场 。4.5.2GPS在 现 代 物 流 中 的 应 用 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉1 导 航 功 能 三 维 导 航 是 GPS的 首 要 功 能 ， 飞 机 、 船 舶 、 地 面车 辆 以 及 步 行 者 都 可 以 利 用 导 航 接 收 器 进 行 导 航 。 例如 ， 如 果 你 拥 有 一 台 GPS接 收 机 ， 你 就 再 也 不 用 为 外出 可 能 迷 路 的 问 题 而 烦 恼 ， 它 可 以 指 出 你 所 在 的 准 确的 地 理 位 置 。n航 海n航 空 n汽 车 导 航 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉4.5.2 交 通 运 输 功 能1 车 辆 跟 踪 车 辆 跟 踪 监 控 系 统 是 集 GPS、 GIS和 现 代 通 信 技 术 于一 身 的 高 科 技 系 统 。 利 用 GPS和 电 子 地 图 可 以 实 时 显 示 出车 辆 的 实 际 位 置 ， 并 跟 随 目 标 移 动 ， 使 目 标 始 终 保 持 在 屏幕 上 ； 还 可 实 现 多 窗 口 、 多 车 辆 、 多 屏 幕 同 时 跟 踪 。2 信 息 查 询 GPS的 信 息 查 询 功 能 为 用 户 提 供 主 要 物 标 ， 如 道 路 的准 确 位 置 、 行 车 路 线 、 经 纬 度 、 沿 路 设 施 、 旅 游 景 点 、 宾馆 等 数 据 库 ， 用 户 能 够 在 电 子 地 图 上 根 据 需 要 进 行 查 询 。 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉4.5.2 交 通 运 输 功 能3 话 务 指 挥 监 控 中 心 可 监 视 车 辆 的 运 行 状 况 ， 对 系 统 内 的 所 有车 辆 进 行 动 态 调 度 管 理 ， 通 过 实 施 车 辆 调 度 ， 可 提 高 车辆 的 实 载 率 ， 有 效 地 减 少 车 辆 的 空 驶 率 ， 从 而 降 低 运 输成 本 ， 提 高 运 输 效 率 。4 紧 急 援 助 及 事 故 处 理 通 过 GPS定 位 和 监 控 管 理 系 统 可 以 对 遇 有 险 情 或 发生 事 故 的 车 辆 进 行 紧 急 援 助 。 监 控 台 的 电 子 地 图 显 示 求助 信 息 和 报 警 目 标 ， 并 以 报 警 声 光 提 醒 值 班 人 员 进 行 应急 处 理 。 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉车 辆 定 位可 以 看 出 车 辆 当 前 准 确 位 置 所 在 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉标 志 位 置 附 近 车 辆 查 询 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉车 辆 分 布 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉车 内 摄 像 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉车 辆 报 警何 时 、 何 地 、 何 车 因 何 原 因 发 生 报 警 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉油 量 分 析 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉历 史 轨 迹 查 询 一 段 时 间 以 来 ， 车 辆 的 行 驶 路 线 ， 公 司 和 客户 都 可 以 对 货 物 的 在 途 运 输 过 程 有 相 应 的 了 解 ，并 可 将 此 作 为 考 评 依 据 。 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉里 程 统 计 查 询 一 段 时 间 以来 ， 车 辆 的 行 驶里 程 数 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉GPS & RFIDnGPS让 人 随 时 知 道 身 在 何 处 ， RFID则 显 示 出自 己 相 关 讯 息 ， 有 了 GPS+RFID， 就 可 以 针对 个 人 随 时 做 追 踪 与 服 务 。nGPS可 以 加 上 身 份 识 别 系 统 ， 做 更 深 入 的 个人 服 务 ， 例 如 透 过 含 GPS功 能 行 动 手 机 的 持有 者 来 辨 别 某 人 身 在 某 处 。 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉GPS & RFID 的 生 活 化美 国 新 款 的 GPS / RFID的 咖 啡 机 美 国 印 第 安 纳 州 的 拉 法 耶 特 研 究 所 里 面 ， 科 学家 正 在 利 用 全 球 定 位 系 统 /RFID的 技 术 研 究 咖啡 机 ， 利 用 定 位 技 术 ， 咖 啡 机 能 感 知 主 人 距 离自 己 的 位 置 ， 如 果 你 正 在 往 家 赶 ， 它 就 会 启 动程 序 研 磨 出 一 杯 咖 啡 出 来 。 另 外 它 还 可 以 感 知你 的 喝 咖 啡 规 律 ， 从 而 在 适 当 的 时 候 为你 服 务 。 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉GPS & RFID的 创 新 -宠 物 协 寻n 现 有 的 RFID宠 物 芯 片 协 寻 系 统 为 一 被 动式 的 协 寻 机 制 ， 走 失 犬 只 必 须 经 由 发 现者 送 至 登 记 站 进 行 扫 读 芯 片 ， 并 查 询 数据 后 才 能 通 知 饲 主 领 回 ， 在 此 之 前 ， 饲主 只 能 着 急 地 等 待 。n 供 宠 物 饲 主 第 一 时 间 的 主 动 式 协 寻 。n 能 对 宠 物 追 踪 定 位 。n 把 查 询 结 果 用 地 图 简 讯 传 到 饲 主 移 动 电话 上 。 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉GPS & RFID的 创 新 -车 辆 监 控n 在 车 子 上 都 要 加 装 GPS+RFID， 各 大 交 通 路口 都 有 侦 测 设 备 ， 便 可 知 道 所 有 车 子 的位 置 概 况 ， 杜 绝 所 有 犯 罪 可 能 。n 也 能 知 道 车 子 的 开 车 速 限 ， 政 府 也 不 用 投资 那 么 多 钱 买 测 速 照 相 设 备 。 n 也 可 监 控 交 通 状 况 。 物 流 信 息 技 术 管 理 系 信 管 教 研 室 刘 玉本 章 总 结 n GPS是 由 美 国 国 防 部 开 发 的 一 个 基 于 卫 星 的 无 线 导 航系 统 。 由 GPS卫 星 星 座 、 地 面 监 控 系 统 和 GPS信 号 接 收 机组 成 ， 它 能 对 静 态 、 动 态 对 象 进 行 动 态 空 间 信 息 的 获 取 ，快 速 、 精 度 均 匀 、 不 受 天 气 和 时 间 限 制 地 反 馈 空 间 信 息 。n GPS定 位 采 用 空 间 被 动 式 测 量 原 理 ， 即 卫 星 不 间 断 地发 送 自 身 的 星 历 参 数 和 时 间 信 息 ， 用 户 接 收 到 这 些 信 息 后 ，经 过 计 算 求 出 接 收 机 的 三 维 位 置 、 三 维 方 向 以 及 运 动 速 度和 时 间 信 息 。n 在 现 代 物 流 管 理 中 ， GPS广 泛 应 用 于 导 航 、 交 通 运 输 、定 位 测 量 等 方 面 ， 提 高 了 物 流 管 理 的 效 率 。