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GPS定位模块的原理与应用

betway88手机版:2020-01-16 点击次数: 编辑:admin
伴随着中国北斗技术和产业发展的逐步完善,越来越多室外定位的市场空间将会发生,例如智慧交通和智慧城市结合的追踪定位与车辆信息服务,城市公共资产管理,物流追踪管理,农业上的精准定位,地质灾害监测与气象监测等。本文以GPS模块在物流追踪管理系统的运用,详细解读GPS定位模块的原理以及特点。

何为GPS模块

GPS 模块就是GPS信号接收器,它可以用无线蓝牙或有线方式与计算机或手机连接,将它收到到的GPS信号传递给计算机或手机中的GPSApp做好处理。大家常说的GPS定位模块叫做用户部分,它像“收音机”一般接收、解调卫星的传播C/A码信号,中以频率为1575.42兆赫兹。GPS模块并不播发信号,应属被动定位。

GPS模块的运用重点在于串口通信协议的制订,也就是模块的相关输入输出协议格式。它主要包含数据类型与信息格式,其中数据类型主要的有二进制信息内容和NMEA全国海洋电子协会数据信息内容。这两种信息内容可以通过串口与GPS接收机做好通信。

GPS模块通过运算与每一卫星的伪相距,选用相距交会法算出接收机的得出经度、纬度、高度和时间修正量这4个参数,特点是点位速度快,但偏差大。首次定位的模块最少需用4颗卫星加入计算,叫做3D定位,3颗卫星就能做好2D定位,但精确度不佳。GPS模块通过串行通信口持续输出NMEA格式的定位信息内容及辅助信息内容,供接收者选取运用。

GPS定位模块原理

24颗GPS卫星在离地上1万2千公里的空中上,以十二小时的周期时间围绕地球运转,促使在任一时间,在地面上的任何一点可以同时观测到4颗以上的卫星。

鉴于卫星的具体位置精确可知,在GPS观测中,卫星到接收机的相距,利用三维坐标中的距离公式,利用3颗卫星,就可以构成3个方程式,解得观测点的具体位置(X,Y,Z)。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的偏差,实际上有4个未知数,X、Y、Z和钟差,因而需用引入第4颗卫星,形成4个方程式做好求解,进而获得观测点的经纬度和高程。

实际上,接收机往往可以锁住4颗以上的卫星,这时,接收机可按卫星的星座分布分成若干组,每组4颗,然后通过算法挑选出偏差最小的一组用作定位,进而提升精确度。

鉴于卫星运转轨道、卫星时钟存在偏差,大气对流层、电离层对信号的干扰,促使民用GPS的定位精度只有10米。为提升定位精度,通常选用差分GPS(DGPS)技术,搭建基准站(差分台)做好GPS观测,利用已知的基准站精确坐标,与观测值做好比较,进而得出一修正数,并对外公布。接收机收到该修正数后,与自身的观测值做好比较,消除大多数偏差,获得一个较为精确的具体位置。实验表述,利用差分GPS,定位精度可提升到5米。

基于GPS模块的物流追踪管理运用

在传统式的货运物流过程中,鉴于有关信息获取及沟通交流的欠缺,时常造成无法充分发挥运送资源。通过GPS模块能对运送图中的车辆具体位置状态做好监测,便于调度中心把握货品实时的运送进展情况,并将所在位置信息内容通过网络方式做好分享,便于物主进行查询,把握货品抵达时间,做好收货提前准备。另外,在运送中途如发生行车问题、通行遇阻等突发事件时,可迅速通过GPS模块获知事故发生点,并调派相距出事点最近的车辆做好援救,保证运送进展情况不受干扰。利用GPS模块还可以帮助搭建合理的行驶路线,节省物流成本,通过对车辆路线的监控,可防止偷窃、抢掠事故发生,保证车辆、货品或驾驶员的安全性。

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