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GPS导航(一):分类和原理

 

导航:     确定航行体运动到什么地方和向何方向运动。

  • 关键:确定航行体的即时位置
  • 其他:载体的瞬时速度,精确的时间,载体的姿态

运动载体的七维状态参数     (三维坐标、三维速度、时间导航)

GPS导航终端分类

根据应用领域的不同,GPS导航终端大体分为:

  • 车载型:用于车辆导航定位;
  • 航海型:用于船舶定位;
  • 航空型:用于飞机定位。由于飞机运行速度快,因此,在航空上用的导航终端要求能适应高速运动 。
  • 星载型:用于卫星的导航定位 。 卫星的速度高达 7km/s 以上,因此对导航终端的要求更高。
  • 轻便型:专门应用于测绘领域的手持 GPS 导航仪,智能手机导航等。
     

GPS 导航终端

GPS 导航是一项系统工程,大体可以包括四部分内容, GPS 系统、导航终端、电子地图和其他位置信息。

                                             

GPS 系统主要包括卫星系统和信标台。卫星系统由多颗人浩卫星组成,从而构成卫星星座。为了监控天上的卫星,地面上还要建立相应的监测站、主控站和注入站等 。 信标台是为了实现差分定位,提高定位精度,在地面建设的辅助站点,由基准台、 完善性监测台、发射台、播发控制台及相关附属设备组成,如国内应用于长江航道的稠林矶信标台。

导航终端是卫星无线电信号的接收设备,其核心在于导航芯片。为满足不同需求,基于导航芯片还开发有多种模块/板卡、终端设备等。

利用 GPS 系统和导航终端可以获取用户的位置信息,在具体应用时,往往还需要配备电子地图。其他位置信息可以理解成基于 GPS 导航的增值服务。

1 导航芯片——————————————————

芯片是 GPS 导航终端的核心,位于产品研发的 上游。导航芯片的定位精度、功耗 、体积等特点直接影响着其在其他行业的应用。
                                           

国内市场导航终端绝大部分使用美国GPS芯片,而北斗导航芯片则使用的少。

GPS芯片的发展和展望_主流GPS芯片有哪些

2 模块和板卡————————————————————

模块和板卡是结合具体应用,基于导航芯片,进行必要的外围电路扩充,从而提供各种设备连接接口。

3 终端设备—————————————————————

GPS 导航的终端设备形式多种多样 , 有接收机、平板电脑、手持仪等 .

GPS 导航应用

1 车载导航

随着汽车走进千家万户,普通百姓对于 车载 GPS 导航也最为熟悉 . 车载 GPS 导航一般分为原车一体机导航、车载便携式导航(Portable Navigation Devices, PND) 等。原车一体机导航安装在汽车 中控台, 一般是汽车 出厂自带,采用内嵌式、专车专用,对汽车 内部装饰的 一体性很好,缺点就是不具便携性、价格偏高 。 车载便携式导航配置摆放灵活,一般是靠一个支架吸盘吸附在汽车的前挡风玻璃上,依靠内置电池或汽车点烟器供电,常见品牌有佳明、任我游、征途等。原车一休导航和车载便携导航的优点是设备操作舒适、便利性强,缺点是地图更新慢 。 原车一体机导航、车载便携式导航设备如图。

内嵌                                                                                                  便携

                
 

城市框架的壮大,车载 GPS 导航成为机动车不可或缺的行车工具 。 机动车的迅猛增长,也加剧 了城市的拥挤,城市拥堵问题已成为城市发展的热点问题。近些年,许多产品开发商在车载 GPS 导航路径引导功能的基础上,为车载 GPS 导航又增加了实时路况导航,为用户选择最优出行路径 。 除此以外,为了满足自驾游爱好者的需要,车载 GPS 导航还增加有旅游景点解说功能,满足旅游者对当地文化的需求。 车载 GPS 导航的功能正逐步发展强大,还要与车联网系统融合,实现机动车电子系统的高度集成 。

2 交通运输监控
交通运输过程管理长期以来一直是监控管理的难点,利用 GPS导航技术可以实现对运输工具的实时追踪,从而达到降低运输风险、提高运输效率的目的。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

参考:

车载项目

 

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