開題報告-gps軌跡記錄系統(tǒng)

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1、一、綜述本課題國內外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義1.國內外研究動態(tài)GPS系統(tǒng)的前身是美軍研制的一種子午儀衛(wèi)星定位系統(tǒng)（Transit），1958年研制，1964年正式投入使用。該系統(tǒng)用5到6顆衛(wèi)星組成的星網工作，每天最多繞過地球13次，并且無法給出高度信息，在定位精度方面也不盡如人意。然而，子午儀系統(tǒng)使得研發(fā)部門對衛(wèi)星定位取得了初步的經驗，并驗證了由衛(wèi)星系統(tǒng)進行定位的可行性，為GPS系統(tǒng)的研制埋下了鋪墊。由于衛(wèi)星定位顯示出在導航方面的巨大優(yōu)越性及子午儀系統(tǒng)存在對潛艇和艦船導航方面的巨大缺陷。美國海陸空三軍及民用部門都感到迫切需要一種新的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。為此，美國海軍研究實驗室（

2、NRL）提出了名為Tinmation的用12到18顆衛(wèi)星組成10000km高度的全球定位網計劃，并于67年、69年和74年各發(fā)射了一顆試驗衛(wèi)星，在這些衛(wèi)星上初步試驗了原子鐘計時系統(tǒng)，這是GPS系統(tǒng)精確定位的基礎。而美國空軍則提出了621-B的以每星群4到5顆衛(wèi)星組成3至4個星群的計劃，這些衛(wèi)星中除1顆采用同步軌道外其余的都使用周期為24h的傾斜軌道，該計劃以偽隨機碼（PRN）為基礎傳播衛(wèi)星測距信號，其強大的功能，當信號密度低于環(huán)境噪聲的1%時也能將其檢測出來。偽隨機碼的成功運用是GPS系統(tǒng)得以取得成功的一個重要基礎。海軍的計劃主要用于為艦船提供低動態(tài)的2維定位，空軍的計劃能供提

3、供高動態(tài)服務，然而系統(tǒng)過于復雜。由于同時研制兩個系統(tǒng)會造成巨大的費用而且這里兩個計劃都是為了提供全球定位而設計的，所以1973年美國國防部將2者合二為一，并由國防部牽頭的衛(wèi)星導航定位聯(lián)合計劃局（JPO）領導，還將辦事機構設立在洛杉磯的空軍航天處。該機構成員眾多，包括美國陸軍、海軍、海軍陸戰(zhàn)隊、交通部、國防制圖局、北約和澳大利亞的代表。最初的GPS計劃在聯(lián)合計劃局的領導下誕生了，該方案將24顆衛(wèi)星放置在互成120度的三個軌道上。每個軌道上有8顆衛(wèi)星，地球上任何一點均能觀測到6至9顆衛(wèi)星。這樣，粗碼精度可達100m，精碼精度為10m。由于預算壓縮，GPS計劃不得不減少衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量，

4、改為將18顆衛(wèi)星分布在互成60度的6個軌道上。然而這一方案使得衛(wèi)星可靠性得不到保障。1988年又進行了最后一次修改：21顆工作星和3顆備用星工作在互成30度的6條軌道上。這也是現(xiàn)在GPS衛(wèi)星所使用的工作方式。GPS的應用都是基于兩個基本服務1）空間位置服務　?、?定位：如汽車防盜、地面車輛跟蹤和緊急救生。　?、?導航：如船舶遠洋導航和進港引水、飛機航路引導和進場降落、智能交通、汽車自主導航及導彈制導?！　、?測量：主要用于測量時間、速度、及大地測繪，如水下地形測量、地殼形變測量，大壩和大型建筑物變形監(jiān)測及浮動車數(shù)據(jù)，利用GPS定期記錄車輛的位置和速度信息。從而計算道路的擁堵情況

5、?！?）時間服務　　①.系統(tǒng)同步：如CDMA通信系統(tǒng)和電力系統(tǒng)　?、?授時：準確時間的授入、準確頻率的授入2010年，中國GPS市場發(fā)展迅速，無論是車載產品還是便攜式產品，銷量均較2009年有明顯上升。另外，GPS產品價格在2010年出現(xiàn)明顯下降，許多知名品牌也紛紛加大對低端市場的重視程度。從行業(yè)整體情況看，導航功能、相關增值服務正逐漸成為新的市場增長點，售后保障服務也更加規(guī)范，市場呈現(xiàn)良性發(fā)展趨勢。衛(wèi)星導航技術的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在三方面：一是衛(wèi)星導航的多系統(tǒng)并存，使系統(tǒng)可用性得以提高，應用領域將更廣闊；二是多元組合導航技術正在得到推廣應用，主要有GPS與移動通信基站定位、陀螺

6、、航位推算技術等的組合應用；三是衛(wèi)星導航與無線通信等其它高技術相結合，如GPS接收機嵌入到蜂窩電話、便攜式PC、PDA和手表等通信、安全和消費類電子產品中，從根本上促進了IT技術的整體發(fā)展。隨著汽車、手機等高檔消費品的普及，中國正在成為全球衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)（GPS）產業(yè)增長最快的市場之一。中國投資咨詢網《2007年中國GPS導航市場分析及投資咨詢報告》稱，截至2005年底，中國安裝車載導航設備的車輛不足10萬輛，普及率不到1%。隨著中國市場的高速發(fā)展及新品牌的層出不窮，預計GPS產業(yè)產值在2007年可接近10億元?！笆晃濉逼陂g，GPS在航空、海路、鐵路、建筑、電信、電力等領域

7、的應用都會有很大的發(fā)展空間。2.選題的依據(jù)和意義從上面的分析可以看出，GPS的技術在國外已相當成熟，然而由于GPS在我國處于起步階段，與產業(yè)發(fā)展相配套的環(huán)境還不盡完善，制約了企業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展。這也預示著GPS未來在中國的航空、海路、鐵路、建筑、電信、電力等領域的應用都會有很大的發(fā)展空間。例如在交通領域：目前,隨著社會的發(fā)展,交通的發(fā)展越來越快,道路、航線等變得越來越復雜,交通事故時有發(fā)生,在這種情況下,將用戶的運行路線實時記錄下來有助于分析事故原因。GPS行駛記錄儀可以記錄車輛的運行方向、速