全球定位系统(Global Position System,GPS)是在20世纪70年代中期,由美国国防部在子午仪卫星导航系统基础上发展起来的,历时20年,耗资200亿美元,于1994年全面建成,是具有海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。它可以在全球范围内实现全天候、实时为用户提供静态或动态目标的精确位置、速度和高度等信息。
GPS使用24颗卫星,高度为20200km的导航卫星组成卫星星座,分布在6条近圆轨道上,每一条轨道分布4颗卫星,运行周期为11h58min,可保证全球任何地区、任何时刻都不会少于4颗卫星可供观测。
每个卫星上装有精度为10-13的精密原子钟,各卫星和地面站的原子钟同步,建立起了导航系统的精确时间系,称为GPS时。导航卫星上面的发射机以1575.4MHz(民用)和1226.60MHz(军用)发射载波信号,通过测量电波由卫星至接收机的传播时间来确定物体位置。理论上当接收机接收到3颗卫星的信号时,即可以测出接收机在地球上的坐标位置。由于空间中存在大量引起误差的因素,通过第4颗卫星做“双重检验”以提高检测精度。
当出现接受信息时钟误差使3个球面无法相交时,利用第4颗卫星的信息进行修正,有时因高楼或隧道等造成电波屏蔽,可以利用罗盘传感器、车速传感器等推算航迹。(www.xing528.com)
全球定位系统、地理信息系统(Global Information System,GIS)和全球移动通信系统(Global System For Mobile Communications,GSM)的发展,为智能运输系统的发展和应用奠定了基础。
北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统(CNSS),是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具备短报文通信能力,目前已经初步具备区域导航、定位和授时能力,定位精度10m,测速精度0.2m/s,授时精度优于10ns。2012年10月25日,我国第16颗北斗导航卫星升空,2013年将服务整个亚太地区,预计到2020年,将建成由30余颗卫星组成覆盖全球的北斗全球卫星导航系统。
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