全球定位系統(tǒng)gps技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢

1、中國計量 China Metrology 2012. 1全球定位系統(tǒng)（GPS）作為新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)，以其全球性、全天候、高精度、自動化、高效益等顯著特點(diǎn)，在我國大地測量、工程測量、水利、電力、交通、資源勘探和航海等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。在國家重點(diǎn)工程“三峽工程、青藏鐵路、西氣東輸”等重 大 項 目 的 建 設(shè) 中 ，GPS接 收 機(jī) 被 用 來 進(jìn) 行 控 制 測量、地形測量、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警和滑坡檢測等工作，在保 證 工 程 質(zhì) 量

2、 和 加 快 工 程 建 設(shè) 方 面 發(fā) 揮 了 重 要 作設(shè)計采用單片機(jī)控制脈沖斷續(xù)加熱的方法，通過自動控制其加熱的占空比來恒溫，而加熱（制冷）的電源可采用開關(guān)電源供電。對于溫控，既要求在20℃左右的恒溫準(zhǔn)確度，又要在較快的時間內(nèi)迅速由環(huán)境溫度趨向20℃， 故采用檢測恒溫值與環(huán)境溫度之差，列表設(shè)定相應(yīng)的恒溫占空比和加熱（制冷）時間。 考慮控制中的時延和過沖，設(shè)定調(diào)整上下限來控制停止或進(jìn)行加熱（制冷），使溫度準(zhǔn)確控制在工作范圍內(nèi)。4.機(jī)

3、箱散熱處理恒溫槽用帕爾帖元件在制冷時熱量轉(zhuǎn)移到恒溫槽外，用散熱器和風(fēng)扇將熱量散出。 如果散出的熱量留在儀器機(jī)箱內(nèi)的話，機(jī)箱內(nèi)整體溫度會升高，將會致使主控板和電源板上的元件在較高的溫度下工作，影響其穩(wěn)定性，同時，將造成制冷散熱困難，制冷效率降低。 因此采用將散熱器和風(fēng)扇移到機(jī)箱之外，較好地解決了機(jī)箱內(nèi)溫升的問題。三、產(chǎn)品檢測結(jié)果分析為檢驗產(chǎn)品測量準(zhǔn)確度，分別選取純水、鹽水、不同酒精度的酒精、 不同濃度的糖水以及乳汁液為樣本，進(jìn)行了檢測實驗

4、。 在對不同性質(zhì)的液體樣本檢測中，抽取20組數(shù)據(jù)，與一等標(biāo)準(zhǔn)密度計、酒精計的同步檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，檢測結(jié)果如表1所示。通過對檢測數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)智能液體密度計的測試結(jié)果中， 密度值的誤差范圍全部小于0.0005g/cm3，酒精度最大誤差為＋0.3（g/%），完全滿足測試準(zhǔn)確度要求。四、結(jié)論本設(shè)計產(chǎn)品ZYMD-1型智能液體密度計， 不僅能存儲檢測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與打印，而且能方便地直接讀出被測樣品20℃時的密度值或濃度值， 該技術(shù)目 前

5、 已 取 得 兩 項 國 家 專 利 （ 專 利 號 ：%ZL200320111061.2，%ZL200320111062.7），填 補(bǔ)了國內(nèi)液體密度測量技術(shù)領(lǐng)域的空白，實現(xiàn)了液體密度的精確、快速自動測量。作者單位【河北省計量監(jiān)督檢測院】 計表1 檢測結(jié)果比對表7070現(xiàn)代計量儀器與技術(shù) 技術(shù) TECHNOLOGY全球定位系統(tǒng) （GPS ） 技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢□張惠 張健 劉超中國計量 China Metrology 2012

6、. 1持無線通信進(jìn)行數(shù)據(jù)和語音傳輸， 傳輸速率可達(dá)到10M/s。 該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于手機(jī)等無線設(shè)備、照相機(jī)等圖像處理設(shè)備、MP3和耳機(jī)等消費(fèi)娛樂設(shè)備。目前，藍(lán)牙技術(shù)在GPS接收機(jī)上得到了廣泛應(yīng)用，國內(nèi)外GPS生產(chǎn)廠商的大部分產(chǎn)品中都采用了此技術(shù)。 如國產(chǎn)南方測繪靈銳S8x系列，中海達(dá)的V系列，瑞士徠卡RX1250、GS10、GS15 GPS接收機(jī)， 美國天寶的5800、R8系列GPS接收機(jī)都采用了藍(lán)牙通信技術(shù)。藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用使得一直困擾

7、GPS測量人員的連接線問題得到了解決， 實現(xiàn)了GPS接收機(jī)的 “無線測量”，工作效率得到了極大提高。 當(dāng)然，在藍(lán)牙的使用過程中也會遇到一些問題，比如大部分用戶在設(shè)置和藍(lán)牙連接時會面臨一些困難，并且藍(lán)牙的穩(wěn)定性仍需進(jìn)一步提高。二、GPS技術(shù)的未來發(fā)展趨勢1.衛(wèi)星導(dǎo)航的多系統(tǒng)并存未來幾年內(nèi)， 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將進(jìn)入一個新的階段 。 首 先 ， 用 戶 將 面 臨 四 大 系 統(tǒng) （GPS/GLONASS/Galileo/北斗）近百顆導(dǎo)航衛(wèi)星同時

8、并存、互相兼容的局面，而它們的民用部分也將呈現(xiàn)彼此補(bǔ)充、共享的態(tài)勢。 其次，用戶將面臨多系統(tǒng)導(dǎo)航衛(wèi)星信號的組合、選用和最優(yōu)化問題。 用戶要根據(jù)各個導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的不同特點(diǎn)和優(yōu)勢，針對用戶所需的準(zhǔn)確度、可靠性和費(fèi)用， 選擇如何最佳綜合利用多系統(tǒng)導(dǎo)航衛(wèi)星的信息。 第三，在多領(lǐng)域、多層次的導(dǎo)航衛(wèi)星應(yīng)用。 導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)將為導(dǎo)航、定位、授時、測速、測向、測形變、降雨和電離層探測等方面提供服務(wù)。 最后導(dǎo)航衛(wèi)星領(lǐng)域必將在硬件、應(yīng)用技術(shù)和數(shù)據(jù)處理等方面會

9、繼續(xù)不斷的改善和提高，價格更便宜、硬件更小型更輕型、應(yīng)用多功能，使用智能化；它的各類成果在準(zhǔn)確度和可靠性方面將大幅度提高，并將在各個相關(guān)領(lǐng)域里得到越來越廣泛的應(yīng)用。2.中國“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國獨(dú)立發(fā)展、自主運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，同時也是國家正在建設(shè)的重要空間信息基礎(chǔ)設(shè)施。 “北斗”系統(tǒng)的建設(shè)，促進(jìn)了全球衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域的合作發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步?！氨倍贰毙l(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端三部分組成，空間端包

10、括5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星，地面端包括主控站、注入站和監(jiān)測站等若干個地面站， 用戶端由北斗用戶終端以及與美國GPS、俄羅斯GLONASS、歐洲GALILEO等其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容的終端組成。 提供兩種服務(wù)方式，即開放服務(wù)和授權(quán)服務(wù)。 開放服務(wù)是在服務(wù)區(qū)免費(fèi)提供定位、測速和授時服務(wù)，定位準(zhǔn)確度為10m，授時準(zhǔn)確度為50ns，測速準(zhǔn)確度0.2m/s。 授權(quán)服務(wù)是向授權(quán)用戶提供更安全的定位、測速、授時和通信服務(wù)以及系統(tǒng)完好性信息

11、。根據(jù)系統(tǒng)建設(shè)總體規(guī)劃，按照“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略，2012年左右， 系統(tǒng)將首先具備覆蓋亞太地區(qū)的定位、 導(dǎo)航和授時以及短報文通信服務(wù)能力；2020年左右，建成覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。經(jīng)過不斷發(fā)展和建設(shè)，“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已在我國的測繪、漁業(yè)、交通運(yùn)輸、電信、水利、森林防火、減災(zāi)救災(zāi)和國家安全等諸多領(lǐng)域得到應(yīng)用，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，特別是在四川汶川、青海玉樹抗震救災(zāi)中發(fā)揮了非常重要的作用。可以說， 未來自主知識產(chǎn)權(quán)導(dǎo)航系

12、統(tǒng)的應(yīng)用，將打破國外對我國技術(shù)的壟斷和限制，尤其在軍事領(lǐng)域擁有自主權(quán)，將在國家安全防護(hù)和國民經(jīng)濟(jì)的建設(shè)中發(fā)揮更重要的作用。3.GPS車載導(dǎo)航系統(tǒng)市場發(fā)展?jié)摿薮蠼陙?，汽車業(yè)的飛速發(fā)展，特別是私家車的日益普及，催生了GPS車載導(dǎo)航系統(tǒng)這一巨大市場。 截止到目前， 中國的汽車保有量已達(dá)到8000萬輛以上，汽車保有量僅次于美國（2億多輛）。 未來中國汽車市場的潛力巨大，而且汽車市場遠(yuǎn)未飽和，還有很大的增長空間。 據(jù)業(yè)內(nèi)專家保守估計，未來中國

13、汽車保有量能夠達(dá)到4.9億輛左右。GPS車載導(dǎo)航系統(tǒng)通過接收GPS衛(wèi)星信號，可以在市區(qū)道路、郊外公路，甚至人跡罕見的沙漠、戈壁、草原等區(qū)域為汽車導(dǎo)航，避免司機(jī)對道路狀況不熟悉帶來的麻煩，滿足消費(fèi)者的需求。 可以說汽車業(yè)的蓬勃發(fā)展，使得GPS車載導(dǎo)航市場呈現(xiàn)出迅速增長的趨勢。因此， 中國GPS導(dǎo)航系統(tǒng)市場的發(fā)展?jié)摿Ψ浅＞薮?，在未來的?shù)年內(nèi)，中國將成為全球最大的車載GPS市場，2006～2009年中國汽車GPS導(dǎo)航系統(tǒng)市場年增長率均超過50