飞歌76125 说明书
飞歌导航新手入门手册之GPS应用常识
GPS应用常识1
1．GPS体系构成
GPS(gloabalPositioningSystem)这玩意是美国人搞的。重要分三大块，地面的控制站、天山飞的卫星、我们手里拿的接收机。
先说说装备
地上，有一个主控制站，在美国本土科罗拉多州。三个高空天线，五个监测塔，散布在环球。重要是采集数据，计量导航消息，诊断系统状况，调度卫星。
空中，有27颗卫星，距离高空20200千米。27颗卫星有24颗运转，3颗备用。这些卫星已更新了三代五种型号。卫星发射两种旌旗灯号：L1和L2。
L1:1575.42MHZ,L2:1227.60MHZ。卫星上的时钟采纳铯原子钟或铷原子钟，筹划将来用氢原子钟。
手中，便是接管机了。大巨细小，绰约多姿，有袖珍式、背负式、车载、船载、机载什么的。一般常见的手持机接管L1旌旗灯号，另有双频的接管机，做紧密定位用的。
2．关于GPS接管机
GPS如今一般都是12通道的，可以同时接管12颗卫星。初期的型号，好比GARMIN45C便是8通道。GPS接管机收到3颗卫星的旌旗灯号可以输入2D（便是2维）数据，只要经纬度，没有高度，如果收到4颗以上的卫星，就输入3D 数据，可以供给海拔高度。可是由于地球本身的问题，不是太尺度的圆，所以高度数据有一些偏差。如今有些GPS接管机内置了气压表，好比etrex的SUMMIT 和VISTA，这些呆板按照两个渠道获得的高度数据综合出终极的海拔高度，应当比力正确了。
GPS接管机的第一次开机，大概开机距离里前次关机地址跨越800KM以上，由于接管机里存储的星历都对不上了，所以要在接管机上从新定位。
GPS接管机的使用要在坦荡的可见天空下，所以，屋里就不能用了。手持GPS的精度通常为偏差在10米左右，便是说一条路能看出走左侧仍是右侧。精度重要依靠于卫星的旌旗灯号接管，和可接管旌旗灯号的卫星在天空的散布环境，如果几颗卫星散布的比力分散，GPS接管机供给的定位精度就会比力高。
3．定位精度
谈到定位精度，就得说说SA和AS.
什么是SA，AS呢？
GPS的旌旗灯号有两种C/A码，P码。
C/A码的偏差是29.3m到2.93米。一般的接管机操纵C/A码计较定位。美国在90代中期为了本身的平安斟酌，在旌旗灯号上参加了SA(SelectiveAvailability)，令接管机的偏差增大，到100米左右。在2000年5月2日，SA取缔，所以，我们如今的GPS精度应当能在15米之内。
P码的偏差为2.93米到0.293米是C/A码的非常之一。可是P码只能美国军方使用，AS（Anti-Spoofing），是在P码上加之的滋扰旌旗灯号。
总之，老美也是挺累的。发了一大堆卫星用于军用定位。然后感觉不值，想赚点钱，因而开辟旌旗灯号给民用，精度还不能过高，可精度低了大师也不干。由于GPS把握在老美的手中，虽然说收费使用，但是其余国家用着也不踏实，打阿富汉的时候，美国就把该地域的GPS旌旗灯号做了处置，定位精度变低。
俄罗斯有本身的卫星定位体系，环球导航卫星体系(GLObalNAvigationSatelliteSystem)。欧洲也要成长本身的定位体系NAVSAT。中国也有本身的卫星定位，叫斗极，是双星体系，只能定位本身国家和四周的地域，并且今朝只用于军方。
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GPS利用常识2
1.GPS的设置
GPS拿得手，如果是新呆板要定位，前次已提到了。别的，另有一些设置，经常使用的有坐标系、舆图基准、参考方位、公制/英制、数据接口格局什么的。
坐标系：经常使用的是LAT/LON和UTM。LAT/LON便是经纬度暗示，UTM 在这里就不管他了。
舆图基准：一般用WGS84。
参考方位：便是北在那边。北在那边呢？实际上有两个北，磁北和真北呀（简称CB和ZBY）。
指南针指的北便是磁北，斗极星指的北便是真北。二者在分歧地域相差的角度纷歧样的，舆图上的北是真北。
公制/英制：本身选吧，我用公制。
数据接口格局：这得细谈谈。GPS可以输入及时定位数据让其余的装备使用，这就牵涉到了数据互换协定。几近如今所有的GPS接管机都遵守美国国家陆地电子协会(NationalMarineElectronicsAssociation) 所指定的尺度规格，这一尺度制定
所有帆海电子仪器间的通信尺度，此中包括传输材料的格局和传输材料的通信协定。NMEA协定有0180、0182和0183三种，0183可以以为是前两种的超集，如今正遍及的使用，0183有几个版本，V1.5V2.1。所以，如果大师的GPS接管机如果要联上条记本里通用的GPS导航步伐，好比OZIEXPLORER和GPSRECEIVER，就应当抉择NEMAV2.0以上的协定。NMEA划定的通信速率是4800b/S。如今有些接管机也能够供给更高的速率，但说真话，没有什么用，4800就充足了。
象GARMIN，本身有一个mapsource软件，为了避免让其余品牌的GPS使用该软件，就计划了公有的GARMIN协定，只要GARMIN的呆板才气输入这类数据，而MAPSOURCE只能接管GARMIN协定，如许一来MAPSOURCE就只能让GARMIN的呆板使用。
2.经纬度的暗示
再讲讲数据暗示吧。一般从GPS获得的数据是经纬度。经纬度有多种暗示法子。
1.）ddd.ddddd，度.度的十进制小数部门（5位）
2.）ddd.妹妹.妹妹m，度.分.分的十进制小数部门（3位）
3.)ddd.妹妹.ss,度.分.秒
不是所有的GPS都有这几种表现，我的GPS315只能抉择第二种和第三种
一度是多远呢？
在LAT/LON坐标系里，纬度是均匀分派的，从南极到北极一共180个纬度。地球直径12756KM，周长便是12756*PI，一个纬度是12756×PI/360=111.133KM(先阐明白，不切确啊)。
经度就不是如许啦，只要在纬度为零的时候，便是在赤道上，一个经度之间的距离是111.319KM，经线跟着纬度的增长，距离愈来愈近，末了交汇于两极。大师想一想，没错吧。所以经度的单元距离和确定经度所在的纬度是密切相关的，简略的公式是：
经度1°长度=111.413cosφ，在纬度φ处。
做题：北京的经度119度，纬度40度。单元经度，单元纬度各是几多？
答：单元纬度111.133KM单元经度111.413×COS40=85.347KM
讲这些的用处便是容易明白经纬度的暗示。
1.）ddd.ddddd，在北京，纬度末了一名小数增1，实际你走了几多？约莫1.1M
经度末了一名小数增1，实际你走了几多？约莫0.85M
2.)ddd.妹妹.妹妹m，在北京，纬度末了一名小数增1，实际你走了几多？约莫1.85M
经度末了一名小数增1，实际你走了几多？约莫1.42M
3.)ddd.妹妹.ss，在北京，纬度秒增1，实际你走了几多？约莫30.9M
经度秒增1，实际你走了几多？约莫23.7M
本日说的都不是切确的公式，一般估量大抵的数字没有问题。
GPS导航技能的新希望
美国的环球定位体系（GPS）导航卫星在渐渐当代化。GPS从美国空军的导航帮助装备起头，渐渐成长成军民两用的一种紧张技能。GPS的切确地位与按时消息，已成为世界范畴各类军民用、科研和贸易勾当的一种紧张资本
GPS卫星的成长及旌旗灯号的改良GPS导航卫星自1978年发射以来，其型别已由第Ⅰ，Ⅱ和ⅡA批次成长到ⅡR批次。第Ⅰ，Ⅱ和ⅡA批次卫星共有40颗，是由罗克韦尔公司制作的，而20颗ⅡR批次卫星则由洛克希德·马丁公司制作。波音公司在1996年收买了罗克韦尔的航空航天和防务业务，今朝在制作33颗更先辈的ⅡF批次卫星。美国还在斟酌成长采纳点波束的新一代GPS卫星（GPS-Ⅲ）。
GPS从1994年周全事情以来，改良事情不停在进行中。这是由于民用用户请求GPS具备更好的抗滋扰和干与机能、较高的平安性和完整性；军方则请求卫星发射较大的功率和新的同民用旌旗灯号分手的军用旌旗灯号；而对采纳GPS
导航的"机灵"兵器，加速旌旗灯号捕捉速率更加紧张。
民用GPS导航精度迄今的最大改良产生在2000年5月2日，美国遏制了成心低落民用旌旗灯号机能（称为抉择可用性，即S/A）的做法。在S/A事情时，民用用户在99%的时间只要100米的精度。但当S/A堵截后，导航精度回升，95%的地位数据可落在半径为6.3米的圆内。
GPS卫星发送两种码：粗捕捉码（C/A码）和精码?奸淫**码）。前者是民用的，后者只限于供美军及其盟军和美国当局答应的用户使用。这些码以扩频方法调制在两种分歧的频次上发射：L1波段以1575.42兆赫发射C/A和P码；而
L2波段只以1227.6兆赫发射P码。
GPS卫星导航本领最庞大的改良将从2003年发射洛克希德·马丁首批
ⅡR-M(点窜的ⅡR)卫星起头。ⅡR-M卫星将发射加强的L1民用旌旗灯号，同时发射新的L2民用旌旗灯号和军用码（M码）。进一步的改良将从发射波音ⅡF 批次卫星的2005年起头，ⅡF批次卫星除发射加强的L1、L2民用旌旗灯号和M
码外，将在1176.45兆赫增长第3个民用旌旗灯号（L5）。在ⅡF发射曩昔，M 码将从成长型过渡到事情型。由于导航卫星星座的发射必要有一段时间，故在轨道上得到全事情本领则要在2007年发射18颗L2民用旌旗灯号和M码卫星后才气完成。18颗卫星构成的第三个民用旌旗灯号（L5）的星座估计要到2011
年才气发射完。
尔后，美军将获得抗滋扰本领有所加强的新旌旗灯号--M码。它能发送更大的功率，而不干与民用接管机。M码还给军方一种新的本领，以滋扰敌方对旌旗灯号的操纵，但其细节是窃密的。
L2民用旌旗灯号即第二个民用旌旗灯号称为L2C，使民用用户也能抵偿大气传输不定性偏差，从而使民用导航精度进步到3～10米。而美军及其盟军因一起头就能接管L1和L2中的P码，故不停具备这类本领。
对L2的计划束缚是它必需与新的M码兼容。为防止对军用L2P（Y）接管机的任何侵害，新的民用L2应具备与现有C/A码雷同的功率和频谱形状。这里，括号中的Y码是P码的加密型。实际上，民用L2旌旗灯号将比现有的L1C/A旌旗灯号低2.3分贝。功率较低的问题将由当代的多相关器技能加以降服，以便敏捷捕捉很薄弱的旌旗灯号。
GPS卫星发射的旌旗灯号必需当代化，同时又要连结向后兼容性。组合的民用旌旗灯号与军用旌旗灯号必需放在现有频带中，并且具备充足的断绝，以防相互干与。美国决议将C/A码旌旗灯号放在L1频带和新的L2频带的中部，供民用使用，而保存Y码旌旗灯号。
M码将采纳一种裂谱调制法，它把其大部门功率放在挨近分派给它的频带的边沿处。抗滋扰本领重要来自不干与C/A码或Y码接管机的壮大的发射功率。
M码旌旗灯号的窃密计划基于下一代暗码技能和新的密钥布局。为进一步分手军用和民用码，卫星对付M码将具备零丁的射频链路和天线孔径。当卫星能事情时，每颗卫星大概在每一个载波频次上发射两个分歧的M码旌旗灯号。即便由同一颗卫星以同一载波频次发射，旌旗灯号将在载波、分散码、数据消息等方面分歧。
M码的调制将采纳二进制偏置载波（BOC）旌旗灯号，其子载波频次为10.23兆赫，扩码率为每秒5.115百万分散位，故称为BOC（10.23，5.115）调制，简称BOC（10，5）。由于BOC（10，5）调制与Y和C/A码旌旗灯号相分手，故可以较大的功率发射，而不低落Y或C/A码接管机的机能。BOC（10，5）对付针对C/A码旌旗灯号的滋扰不迟钝，并且与用来扩大调制的二进制序列的布局难以辨别。
L5将位于960～1215兆赫频段，而高空测距仪/塔康（DME/TACAN）导航台和军用数据链（Link16）已大量使用这个频段，但这只会对欧洲中部和美国地面飞翔的飞机发生滋扰。美国筹划对在L5±9兆赫之内的DME频次进行从新分派，以便L5旌旗灯号在美国的所有高度都能精良地接管。
一些新的抗滋扰技能
因为GPS卫星发射的导航旌旗灯号比力薄弱，并且以牢固的频次发射，是以军用GPS接管机很容易遭到敌方的滋扰。
美国国防预研筹划局（DARPA）在成长一种新的抗滋扰法子，采纳疆场上空的无人机来缔造伪GPS星座，使其旌旗灯号功率跨越敌方滋扰旌旗灯号的功率。
所谓伪卫星，便是将GPS导航旌旗灯号发射机装在飞机或高空上，顶替GPS 卫星来进行导航。DARPA用无人机做伪卫星的研究，称为GPX伪卫星观点，旨在使己方的军队在受滋扰的疆场环境中具备切确的导航本领。其法子是由飞翔中无人机上的4颗伪卫星播送大功率旌旗灯号，如许在疆场地区上空发生一个人工GPS星座。4架"猎人"无人机便可笼盖300公里见方的战区。
只需对现有GPS接管机的软件作些改变便可使用伪卫星发射的旌旗灯号。当用实际GPS星座导航时，接管机起头必要晓得卫星地位，即星历的环境，故伪卫星观点面对的挑衅是采纳可用的低数据率消息把4颗活动的伪卫星的地位报告接管机。是以，DARPA和柯林斯公司计划职员的关头使命是在可用的50比特/秒消息中发送伪卫星星历。无人机的不乱性相当好，不会像战役机那样灵活；但任何活动城市使地位有点不确定。因此与采纳卫星星座的导航比力，其定位总偏差将增加约20%。DAPRA已用在7500米高度上的公事机上和约3000米高度上的"猎人"无人机上实验了单颗伪卫星，导航精度从采纳真卫星时的2.7米降低到4.3米。
固然，伪卫星纷歧定要全数机载，也可采纳高空和机载发射机夹杂的计划。将某些伪卫星设在高空上的错误谬误是削减了笼盖范畴，但进步了导航精度。为了降服滋扰，伪卫星可发射100瓦旌旗灯号，使高空接管机处的旌旗灯号强度最近侵占星的旌旗灯号强度增长45分贝。
诺斯罗普·格鲁门公司在研制可供给30～40分贝抗滋扰改良的GPS接管机。这类称为"反滋扰自主完整性监控外推"的抗滋扰法子将由惯性导航和GPS 接管机在载波相位级进行全耦合来完成。全耦合滤波器将减小GPS跟踪回路的带宽，从而削减滋扰旌旗灯号进入GPS接管机的机遇。
柯林斯公司和洛克希德·马丁公司结合为JASSM空面导弹研制的G-STAR高反滋扰GPS接管机采纳了调零和波束把持的法子。该接管机重11.3公斤，采纳了一个空间时间适配器，适配器探测出一个威逼，便将其旌旗灯号调到零，并在发射导航旌旗灯号的卫星标的目的增长增益。
这类反滋扰技能以数字方法完成，故称为数字波束成形器，它比通例的摹拟调零法更加切确，同时可将接管机的波束调解到朝向可用的导航卫星。数字旌旗灯号处置可经由过程静态挪动零位来抵消噪声，增长增益，并经由过程一个6
元天线阵来把持波束。
民用GPS接管机也有抗滋扰的问题，但民用GPS接管机用户更关心非成心滋扰。非成心滋扰根本上为宽波段范例，与滋扰机将其功率会合于GPS频次分歧。与软件有密切关系的数字旌旗灯号处置法子，在对于宽波段滋扰方面是很抱负的。
美国Electro-Radiation（ERI）公司指出，通例抗滋扰法子的是采纳相控阵天线构成的零位把持天线，这不但要增长分量，且本钱较高，而在接管机上完成的抗滋扰技能凡是只要有限的滋扰剔除本领大概是专为对于某种滋扰而特意计划的抗滋扰本领。
这家公司已研制出能有用地对于所有已知范例滋扰的一种滋扰按捺装配（ISU），它不必要昂贵和粗笨的天线，可以低本钱、高效的方法加装到新的和现有的GPS接管机中，既得当军用，也得当民用。
这类滋扰按捺装配包含补丁天线和可插入任何GPS接管机天线接口的电子装配，用来按捺宽带噪声和窄带滋扰。它使GPS接管机增长20分贝的抗宽带噪声本领和35分贝的抗窄带滋扰本领。
GPS在飞机着陆中的利用
美国水兵试飞员已驾驶F/A-18飞机在罗斯福号航母上操纵GPS体系做了首批主动着舰。据称这类体系的机能相当于或跨越今朝主动着舰体系的机能。
美国水兵在成长的着舰体系是雷神公司结合紧密进近与着陆体系（JPALS）的水兵型，它在JPALS的底子上作了点窜。雷神公司正按美国空军的合同为所有兵种的飞机研制JPALS体系，体系将采纳局域差分GPS批改，为牢固翼飞机和旋翼机在陆上机场供给Ⅰ类和Ⅱ类仪表进近。
美国水兵牵头的舰载GPS（SRGPS）体系将代替舰载的塔康体系。它将在JPALS 上增长一个单向低截获几率（LPI）数据链，为370海里范畴内的飞机供给舰的地位。
而在92.5公里半径的范畴内，双向LPI数据通讯采纳与民航空中交通管束（ATC）当代化筹划所使用的主动相关监督-播送（ADS-B）雷同的地位陈述将使航母跟踪多达100架飞机。
在装有SRGPS的环境下，航母和其余舰船将能更潜伏地与飞机联系，没必要使用塔康体系和一次或二次雷达旌旗灯号，并把话音通讯减到最小水平。与塔康的15赫的更新率比，LPI链路将以很低的数据率（0.2赫）事情。
FAA的GPS广域加强体系（WAAS）的成长因频频碰到问题而推延。该体系是由雷神公司制作的，试图用赤道上空的地球同步通讯卫星把完整性告警消息，和差分批改量等其余数据传送给GPS用户，进步GPS的导航精度，以满意Ⅰ类进近的请求。
本来对WAAS的筹划是要在1999年12月起头进行60天的实验，然后在2000年晚些时候投入使用。但这些实验在2000年1月被撤除，撤除缘由是因为旌旗灯号间断和误警率过高。但是，WAAS表白其精度可到达3米，远比实验所请求的7.6米要好，因此其成长事情仍在继承。据估量，平安性获得认证的WAAS 将于2003年年头投入事情。
WAAS使用日期的耽搁大概还会对其后的局域加强体系（LAAS）发生影响，LAAS将为机场供给紧密的GPS仪表进近本领，另有本领跟踪高空上滑行的飞机。LAAS预约2002年在美国46个Ⅰ类机场和114个Ⅱ/Ⅲ类机场投入使用。联邦快递公司的一架波音727-200货机率先在贸易经营中采纳具备LAAS本领的卫星着陆体系（SLS）进行了紧密进近。
GPS的细小型化及其在炮弹制导中的利用
跟着GPS/惯性制导体系本钱的低落和体积的减小，如今乃至连一些炮弹也将采纳GPS/惯性制导。美国英特斯台特电子公司（IEC）已研制了一种炮弹制导用细小型GPS接管机，装在美国水兵和陆军的火箭助推的127毫米炮弹的尖头部。这类GPS接管性能经受炮弹发射时的12500g以上的过载，并能敏捷截获GPS旌旗灯号。这类接管机采纳疾速截获/直接Y码处置，不到6秒就能截获旌旗灯号，并将跟踪多达8颗卫星。为按捺滋扰旌旗灯号，它被计划成与惯性丈量装配紧耦合事情，并采纳某种窄带跟踪回路技能。其制导体系中的惯性传感器采纳了硅微电机体系（MEMS）技能，因此体积小，本钱低。为加重GPS时钟振荡器在持久贮存中的相位不不乱的问题，采纳了一种先辈的相关器，对GPS旌旗灯号进行时域搜索和数据变更，用来搜查时钟振荡器发生的不定性，从而能直接捕捉Y码。