GPS 车 辆 监 控 系 统 概 述
GPS全球定位系统原理及应用
GPS全球定位系统原理及应用一、简介GPS 是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称，而其中文简称为“球位系”。
GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。
其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要组成。
经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。
在机械领域GPS则有另外一种含义：产品几何技术规范(Geometrical Product Specifications)-简称GPS。
二、GPS发展历程1. GPS实施计划共分三个阶段第一阶段为方案论证和初步设计阶段。
从1973年到1979年，共发射了4颗试验卫星。
研制了地面接收机及建立地面跟踪网。
第二阶段为全面研制和试验阶段。
从1979年到1984年，又陆续发射了7颗试验卫星，研制了各种用途接收机。
实验表明，GPS定位精度远远超过设计标准。
第三阶段为实用组网阶段。
1989年2月4日第一颗GPS工作卫星发射成功，表明GPS系统进入工程建设阶段。
1993年底实用的GPS 网即（21+3）GPS星座已经建成，今后将根据计划更换失效的卫星。
2.卫星导航的发展历史1957年十月四日，第一课人造卫星Sputink I（苏联）发射。
1959年，从卫星上发回第一张地球照片。
1960年，从“泰罗斯”与“云雨”气象卫星上获得全球云图。
1971年，美国“阿波罗”对月球表面进行航天摄影测量，且“水手号”对水星进行测绘作业。
目前，空间在轨卫星约为3000颗。
三、定位原理1.GPS构成：①空间部分GPS的空间部分是由21颗工作卫星组成,它位于距地表20200km的上空,均匀分布在6 个轨道面上(每个轨道面4 颗) ,轨道倾角为55°。
GPS系统介绍
1 目 录第一章第一章 概述 ..................................................................................................... 2 一、GPS 的发展历史 ................................................................................ 2 二、GPS 系统构成系统构成.................................................................................... 4 三、GPS 的用途及使用现状 ..................................................................... 6 第二章第二章 GPS 信号及定位原理信号及定位原理........................................................................... 7 一、GPS 信号的基本结构信号的基本结构......................................................................... 7 二、GPS 信号的合成 ................................................................................ 9 三、GPS 的时间系统 .............................................................................. 10 四、GPS 坐标系 ..................................................................................... 11 五、GPS 定位原理定位原理.................................................................................. 14 六、GPS 定位方法分类定位方法分类........................................................................... 16 第三章第三章 GPS 接收机 ....................................................................................... 18 一、GPS 接收机的分类接收机的分类........................................................................... 18 二、GPS 接收机的组成及工作原理接收机的组成及工作原理 ........................................................ 20 三、GPS 导航接收机的重要指标 ............................................................ 27 第四章第四章 车载GPS ........................................................................................... 28 一、车载GPS 的基本功能 ..................................................................... 28 二、车载GPS 定位导航系统模块组成 .................................................... 30 第五章第五章 GPS 现代化计划与第三信号L5 ......................................................... 312 第一章 概述导航的定义是“使运载体或人员从一个地方到另一个地方的科学”。
车辆监控系统概述
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先 进 性
为 确 保 GPS 监 控 系 统 有 较 长 的 使 用 周 期 ，在 系 统 结 构 设 计 ， 协 议 选 择 、设 备 选 型 、应 用 平 台 及 车 载 终 端 内 通 讯 模 块 和 GPS 接 收 模 块 的 选 型 等 诸 多 方 面 ，充 分 考 虑 到 将 来 的 发 展 趋 势 ，符 合 当 前 先 进 的 技 术 水 平 。
通 过 全 球 合 作 伙 伴 关 系 、 解 决 方 案 和 服 务 确 保 客 户 取 得 成 功
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系统设计原则（方案描述）
全 面 的 服 务 和 解 决 方 案
Байду номын сангаас
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领 先 的 通 用 管 理 方 式
创 新 的 Internet 操作平台
致 力 于 无 线 数 据 通 信
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实 用 性
系 统 的 监 控 中 心 是 一 个 B/S 结 构 下 运 行 在 Internet 公 共 互 联 网 上 的 信 息 平 台 ， 选 用 成 熟的技术和网络设备建网。整个网络易于 管 理 和 维 护 ，采 用 mapXtreme for windows 3.0 软 件 ， 中 文IE 操 作 环 境 ， 用 户 界 面 友 好 ， 操 作 简 便 。工 作 稳 定 可 靠 ， 易 于 操 作 。
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可 扩 展 性
本系统具有良好的可扩展性，不但满足现行 系统的规模，还考虑到今后系统规模的扩 大，即具备良好的升级能力，并在升级的同 时尽可能保护前期投资。
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安 全 性
在安全设计上，任何没有系统用户登录名和 相应口令的人均不能访问系统，而每个系统 用户均被授予了相应的权限，不能访问任何 非授权的信息。最大限度地保证了系统的安 全。
GPS、北斗系统与车辆定位管理原理及实现
一、GPS/北斗系统及其定位原理ＧＰＳ／全球定位系统（英语：Global Positioning System，通常简称GPS），又称全球卫星定位系统，是一个中距离圆型轨道卫星导航系统。
它可以为地球表面绝大部分地区（98%）提供准确的定位、测速和高精度的时间标准。
系统由美国国防部研制和维护，可满足位于全球任何地方或近地空间的军事用户连续精确的确定三维位置、三维运动和时间的需要。
该系统包括太空中的24颗GPS卫星；地面上1个主控站、3个数据注入站和5个监测站及作为用户端的GPS接收机。
最少只需其中3颗卫星，就能迅速确定用户端在地球上所处的位置及海拔高度；所能收联接到的卫星数越多，解码出来的位置就越精确。
该系统由美国政府于1970年代开始进行研制并于1994年全面建成。
使用者只需拥有GPS接收机即可使用该服务，无需另外付费。
GPS信号分为民用的标准定位服务（SPS，Standard Positioning Service）和军规的精确定位服务（PPS，Precise Positioning Service）两类。
由于SPS无须任何授权即可任意使用，原本美国因为担心敌对国家或组织会利用SPS对美国发动攻击，故在民用讯号中人为地加入选择性误差（即SA政策，Selective Availability）以降低其精确度，使其最终定位精确度大概在100米左右；军规的精度在十米以下。
2000年以后，克林顿政府决定取消对民用讯号的干扰。
因此，现在民用GPS也可以达到十米左右的定位精度。
GPS系统拥有如下多种优点：使用低频讯号，纵使天候不佳仍能保持相当的讯号穿透性；全球覆盖（高达98%）；三维定速定时高精度；快速、省时、高效率；应用广泛、多功能；可移动定位；不同于双星定位系统，使用过程中接收机不需要发出任何信号增加了隐蔽性，提高了其军事应用效能。
GPS系统的组成一个随着地球自转的GPS卫星星座例子。
在此例子中，可接收到的卫星数量是以北纬45°为基准，而此数量会随着时间而变动。
公交车GPS定位监控系统
公交车GPS定位监控系统项目概述1.1应用背景贝尔科技专业从事公共车辆安全车载系统研发和设备生产的专业型公司，历时七年成为了车载视频领域的终结者，销量远远领先于同行业竞争伙伴，“量大、质优、价低”成为了深圳及内地省份运营公司竞相OEM合作者；相继成立了河北公司、河南公司、深圳公司、深圳工厂、上海公司、北京公司和西安公司，区域性管理全国业务；相继开发出了长途客运3G视频系统、冷链物流3G视频系统、金融押运3G视频系统、校车RFID自动里程统计3G视频系统和城市公交3G视频调度管理系统等五大行业应用；在此，我们将详细论述城市公交3G视频调度管理系统；已经动工建设河北保定的产业园区，计划2014年6月投入使用，安装四条自动化高速贴片生产线，计划产能——每日10000台设备。
随着城市经济的迅速发展，城市规模不断扩大，机动车拥有量及道路交通流量急剧增加，特别是大城市，公交车辆增加、线路延长、车次增多，公交运行不畅的状况日益突出，给市民带来了极大的生活不便。
公交车内属于人员密集且空间封闭的场所，其治安状况比较复杂，全国各地公交客运除受不断的乘运纠纷和运营管理困扰外，公交车上时有发生盗窃等案件，另外乘客逃票和司乘人员窃取票款的行为也时有发生，这一直困扰着公交管理人员和公共安全部门，严重干扰了社会安定团结。
传统公交行业没有采用视频监控系统，不能有效解决公交车内治安监控以及乘客逃票和司乘人员窃取票款行为的取证，且中心调度人员不能实时掌握前端运行情况。
传统公交调度采用纸质路单人工调度管理，存在众多弊端。
公交车辆调度处于“看不见、听不着”落后现状。
目前各大城市都在推广“低碳出行、公交优先”的发展战略，如何确保公交车辆运营安全、高效调度有限的公交车辆资源已成为困扰公交系统管理人员的一大难题。
1.2现状分析目前公交调度基本上还是按照固定的时刻表来进行的，采用"定点发车、两头卡点"的手工作业的调度方式，对车辆在运营路线上的状态无法实时了解，仅依靠经验调度车辆，具有一定的盲目性和滞后性，难以及时有效地采取调度措施。
GPS卫星定位系统简介
第20卷第1期2010年3月陕西国防工业职业技术学院学报Journal of Shaanxi Institute of TechnologyVol 120No 11Mar .2010收稿日期:2009-12-09作者简介:毛敏(1976-),女,陕西西安人,助教,主要从事电子控制、通讯方面的教学和研究工作。
GPS 卫星定位系统简介毛 敏(陕西国防工业职业技术学院电子工程系,陕西西安 710030)摘 要:本文简单介绍了GPS 卫星定位系统的组成、工作原理、应用及如何选购GPS 相关产品。
关键词:GPS ;卫星星历;星载原子钟中图分类号:TN014 文献标识码:A 文章编号:9474-(2010)01-0039-04 1973年12月,美国国防部批准它的陆海空三军联合研制新的卫星导航系统:NAVSTAR/GPS 。
它是英文“Navigation Satellite Timing and Ranging/G lobal Positioning System ”的缩写词。
其意为“卫星测时测距导航/全球定位系统”,简称GPS 。
这个系统向有适当接受设备的全球范围用户提供精确、连续的三维位置和速度信息,并且还广播一种形式的世界协调时(U TC )。
GPS 提供两种服务:标准定位服务(SPS )和精密定位服务(PPS )。
PPS 是指定为美国核准的军方用户和选定的政府部门用户使用的,接入GPS PPS 是通过加密机制而受控的。
而SPS 是指定为民用社团使用的,它所提供的预测精度与PPS 相比有较大的差距。
但对SPS 的使用未设任何限制,对于全世界的所有用户SPS 均是可用的。
全球四大GPS 系统:美国GPS ,由美国国防部于20世纪70年代初开始设计、研制,于1993年全部建成。
1994年,美国宣布在10年内向全世界免费提供GPS 使用权,但美国只向外国提供低精度的卫星信号;欧盟“伽利略”,1999年,欧洲提出计划,准备发射30颗卫星,组成“伽利略”卫星定位系统;俄罗斯“格洛纳斯”,尚未部署完毕。
基于GPS与GPRS技术的车辆监控系统研究
而综 合解决 交通运输 问题 的现 代交 通监控 系统 ，并且在 车
辆 安 全 防 盗 方 面 也 显 示 出其 优 越 性 。 Ｇ Ｓ 辆 监 控 系 统 需 完 成 车 辆 的 实 时 定 位 和 导 航 ， 车 Ｐ车
载 单元与监控 中心 的实时信 息传递 ， 以及 监控 中心对车 辆 状 态 、运 行 状况 和 道路 状 况进 行实 时 监视 、调度 、疏 导 等 。其 中通 讯 问题一 直 是困扰 着Ｇ Ｓ 辆监 控 系统 发展 和 Ｐ车
Ｖ ｈ ｃ ｅｍｏ ｉｏ ｉｇｓ ｓｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ｅ ｉｌ ｎ ｔ ｒｎ ｙ ｔｍ ａ ｅ ｎ ＧＰＳ ／ＧＰ ｅ ｈ ｏ ｏ ｉ ｓ ＲＳ ｔｃ ｎ ｌ ｇｅ
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车辆监控管理系统方案
车辆监控管理系统方案一、引言车辆监控管理系统是一种通过安装在车辆上的GPS设备和监控摄像头实现车辆行驶轨迹追踪和车内外环境监测的系统。
该系统能够实时监控车辆的行驶情况、提供车辆位置信息和视频监控，并能记录和导出车辆行驶轨迹数据，以提高车辆的运营效率和安全性。
本方案将详细介绍车辆监控管理系统的实施方案。
二、系统架构车辆监控管理系统主要由车载终端、后台服务器和管理端组成。
车载终端负责采集车辆数据和视频，并通过GPRS/3G/4G网络将数据上传至后台服务器。
后台服务器负责存储数据、处理车辆位置信息和视频监控，并将处理后的数据提供给管理端进行实时监控和查询。
管理端通过Web界面和移动App访问后台服务器，实时查看车辆位置和视频监控，查询历史轨迹数据等。
三、功能需求1.实时定位和追踪：系统能够实时获取车辆位置信息，并在地图上显示车辆的行驶轨迹和当前位置。
可以追踪其中一辆车或多辆车的实时位置。
2.视频监控：系统能够实时获取车辆内外环境的视频，并提供实时监控功能。
可以通过管理端查看车辆内部情况，包括司机驾驶行为、乘客状况等。
3.告警和异常处理：系统能够检测车辆异常情况，并发送告警信息给管理端。
包括超速、急刹车、急加速等行为的告警。
4.历史轨迹回放：系统能够查询和回放车辆的历史轨迹数据，并提供时间段选择和播放控制的功能。
5. 数据导出和分析：系统能够将车辆行驶轨迹数据导出为Excel或CSV格式，并提供图表分析功能，方便管理人员进行数据分析和决策。
四、技术实现1.车载终端：选择稳定性好、功耗低的GPS模块和高清监控摄像头，并通过GPRS/3G/4G网络将数据上传至后台服务器。
2.后台服务器：选择高性能的服务器，配置数据库用于存储车辆位置信息和视频数据。
使用高可用的服务器集群技术，确保系统的可靠性和稳定性。
3. 管理端：使用Web界面和移动App两种方式，实现对车辆的实时监控和查询功能。
利用地图API实现车辆位置的显示和轨迹回放功能。
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绝对定位 相 对 定 位
GPS连续观测之目的 GPS连续观测之目的
1.能够获得完整的连续时间资料点座标,进 1.能够获得完整的连续时间资料点座标,进 而分析时间序列上的相关性. 2.找出连续观测产生的干扰误差类型,进一 2.找出连续观测产生的干扰误差类型,进一 步消除误差干扰,得到更精确的时间资料点. 3.提供许多震前,同震及震后变形资料,让我 3.提供许多震前,同震及震后变形资料, 们更加了解地震的震源特性,地壳的应变累 积与能量释放过程.
GPS连续观测之分析方法及步骤 GPS连续观测之分析方法及步骤
选择杂讯模式 建立模型 模型参数估计与资料分析 模型参数估计与资料分析
杂讯模式的选择
近来研究利用Maximum近来研究利用Maximum-likelihood estimator (MLE) 去计算统计上述三种杂讯出现在时间序列 上的残差振幅之后发现最好的杂讯模式为white 上的残差振幅之后发现最好的杂讯模式为white + flicker noise model ,它会将"机率函数 (probability function)"最大化. function)"最大化. Probability function:
根据作图结果我们可以依斜率κ 根据作图结果我们可以依斜率κ值大小将杂 讯模式分为三大类: 模式分为三大类: κ= 0 white noise κ= -1 flicker noise κ= -2 random walk noise (此波动模式又可称为Brownian motion) 此波动模式又可称为Brownian motion) 通常在长期观测的自然情况下发生的干扰多属 低频干扰,且其κ 低频干扰,且其κ值在 -3 ~ -1之间,根据 之间, κ值的范围我们可以知道杂讯特性. 值的范围我们可以知道杂讯特性.
Thank you for your attention!
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GPS连续观测资料分析 GPS连续观测资料分析
指导老师: 指导老师: 余水倍 学生: 学生: 庄舒云 林幸莹
内容提要
1.GPS基本概念: 1.GPS基本概念: 组成系统 定位原理 2.GPS时间序列的杂讯分析 2.GPS时间序列的杂讯分析 为何要分析时间序列上的杂讯? 为何要分析时间序列上的杂讯? 杂讯的种类,来源与特性 3.GPS连续观测资料之分析方法及步骤 3.GPS连续观测资料之分析方法及步骤 选择杂讯模式 建立模型 模型参数估计与资料分析 模型参数估计与资料分析 4.未来目标 4.未来目标
P
H
Z
λ φ X
Y
Y
X
2.将各方向观测资料点对时间序列作图. 2.将各方向观测资料点对时间序列作图.
outliers
测站CHIA 测站CHIA 尚未去除分散点
Position (mm)
Years
3.去除分散点 异常点(outliers) 3.去除分散点/异常点(outliers). 去除分散点/ (outliers). 为了得到正确震后位移,我们必须进行消除误差 为了得到正确震后位移,我们必须进行消除误差 的动作, 的动作,这其中包括去除观测期间同震位移,影 响资料点分析的分散点和更换测站天线所造成 的偏移量等.
南部测站
CHIA PKGM S103 W029 YUSN W030 CHYN CHNL KULN S011 S092 HOKN S106 S012 GAIS S169 TSHO CK01 S23R
澎湖
模拟操作与分析 模拟操作与分析
1.座标转换. 1.座标转换. 首先,我们将921地震之后每天观测的43个测 首先,我们将921地震之后每天观测的43个测 站资料点座标从笛卡儿座标系统XYZ转成以 站资料点座标从笛卡儿座标系统XYZ转成以 S01R(澎湖)为参考主站的NEU座标系统. S01R(澎湖)为参考主站的NEU座标系统.
3.杂讯的特性: 3.杂讯的特性: GPS杂讯的频谱特性,可以用以下的式子来表 GPS杂讯的频谱特性,可以用以下的式子 示: P( f )=P0( f / f0 )κ Power-law process 如果将两边取对数值并作图可以得到: 如果将两边取对数值并作图可以得到: Power spectrum slopeκ
为何我们要分析时间序列上的杂讯? 为何我们要分析时间序列上的杂讯?
了解GPS时间序列上的杂讯特性,以 正确估算各项参数的误差值. 正确估算各项参数的误差值. 不同地点受到的干扰程度不同. 不同地点受到的干扰程度不同. 在热带地区的测站,杂讯会比中纬度地 区来的大.
杂讯的种类, 杂讯的种类,来源与特性
GPS星座空间分布 GPS星座空间分布
各种掌上型 GPS信号接收机 GPS信号接收机
GPS信号接收天线 GPS信号接收天线
GPS基本观念 GPS基本观念
B.定位原理
1.绝对定位:或称单点定位,在地球协议座标系中, 1.绝对定位:或称单点定位,在地球协议座标系中, 绝对定位 直接确定观测站相对座标系原点, 直接确定观测站相对座标系原点, 也就是地球质心的位置. 也就是地球质心的位置. 2.相对定位；於地球协议座标系中, 2.相对定位；於地球协议座标系中,确定观测站 相对定位 与某一地面参考点之间的相对位置. 与某一地面参考点之间的相对位置.
or
κ
模型参数
各测站在各方向上观测到的运动位移可以用下 式表示: 式表示:
以下例子用的模型参数:
(阶梯函数 阶梯函数) H : Heaviside function (阶梯函数)
北部测站
BANC FCWS FIVE HNSN HSIN HUAL ILAN NSHE PEPU PLAN SANI SUAO THAI YMSM S101
Epochs of two major aftershocks
Footwall
未来工作
以较完整的模式分区(南北两区)分析921地震 以较完整的模式分区(南北两区)分析921地震 前后多年资料,以了解震前变形,同震位移, 前后多年资料,以了解震前变形,同震位移, 震后变形及地震前后地壳运动速度的变化. 未来展望-藉由长时间更高精度的GPS连续观 未来展望-藉由长时间更高精度的GPS连续观 测资料分析,侦测可能的地震前兆, 测资料分析,侦测可能的地震前兆,探讨地 震预测的可行性. 震预测的可行性.
Coseismic offset
aftershock
aftershock
残差值越小越集中表示资料点可信度越高
4.去除同震位移(coseismic offset) 得到 smooth的曲线 得到震后位移(postseismic displacement)
Epochs of two major aftershocks Hanging wall
1.通常可分为自然杂讯和人为杂讯. 1.通常可分为自然杂讯和人为杂讯. 2.自然杂讯来源: 2.自然杂讯来源: 测站的地质特性, 测站的地质特性,随季节性雨量多寡或 地下水位改变和大气干扰等所造成的座标变 化. 人为杂讯来源: 人为杂讯来源: 测站天线架不稳定,更换天线造成的系 统误差,或是卫星轨道,大气折射,天线中 心漂移以及参考座标系等无法以模型完全去 除的影响.
Hale Waihona Puke GPS基本观念A.组成系统
1.现有24+ 颗卫星. 1.现有24+3颗卫星. 现有24 2.有六个运行轨道 每一轨道上有4颗卫星在运转； 有六个运行轨道, 2.有六个运行轨道,每一轨道上有4颗卫星在运转； 轨道的平均高度为20,200km 运行周期则为11小时58 20,200km, 11小时58分 轨道的平均高度为20,200km,运行周期则为11小时58分. 3.地球上任何角落至少可同时接收到 颗卫星, 地球上任何角落至少可同时接收到4 3.地球上任何角落至少可同时接收到4颗卫星, 最多可达11颗,平均为5～6颗. 最多可达11颗 平均为5 11 4.时间系统 UTC国际标准时间 时间系统: 国际标准时间. 4.时间系统:UTC国际标准时间.