開題報(bào)告-gps軌跡記錄系統(tǒng)

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1、一、綜述本課題國內(nèi)外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義1.國內(nèi)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(wǎng)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(jīng)驗(yàn)，并驗(yàn)證了由衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)航系統(tǒng)。為此，美國海軍研究實(shí)驗(yàn)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(wǎng)計(jì)劃，并于67年、69年和74年各發(fā)射了一顆試驗(yàn)衛(wèi)星，在這些衛(wèi)星上初步試驗(yàn)了原子鐘計(jì)時(shí)系統(tǒng)，這是GPS系統(tǒng)精確定位的基礎(chǔ)。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(gè)星群的計(jì)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(jì)劃以偽隨機(jī)碼（PRN）為基礎(chǔ)傳播衛(wèi)星測距信號，其強(qiáng)大的功能，當(dāng)信號密度低于環(huán)境噪聲的1%時(shí)也能將其檢測出來。偽隨機(jī)碼的成功運(yùn)用是GPS系統(tǒng)得以取得成功的一個(gè)重要基礎(chǔ)。海軍的計(jì)劃主要用于為艦船提供低動態(tài)的2維定位，空軍的計(jì)劃能供提

3、供高動態(tài)服務(wù)，然而系統(tǒng)過于復(fù)雜。由于同時(shí)研制兩個(gè)系統(tǒng)會造成巨大的費(fèi)用而且這里兩個(gè)計(jì)劃都是為了提供全球定位而設(shè)計(jì)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(dǎo)航定位聯(lián)合計(jì)劃局（JPO）領(lǐng)導(dǎo)，還將辦事機(jī)構(gòu)設(shè)立在洛杉磯的空軍航天處。該機(jī)構(gòu)成員眾多，包括美國陸軍、海軍、海軍陸戰(zhàn)隊(duì)、交通部、國防制圖局、北約和澳大利亞的代表。最初的GPS計(jì)劃在聯(lián)合計(jì)劃局的領(lǐng)導(dǎo)下誕生了，該方案將24顆衛(wèi)星放置在互成120度的三個(gè)軌道上。每個(gè)軌道上有8顆衛(wèi)星，地球上任何一點(diǎn)均能觀測到6至9顆衛(wèi)星。這樣，粗碼精度可達(dá)100m，精碼精度為10m。由于預(yù)算壓縮，GPS計(jì)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(gè)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(jìn)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(yīng)用都是基于兩個(gè)基本服務(wù)1）空間位置服務(wù)　?、?定位：如汽車防盜、地面車輛跟蹤和緊急救生。　?、?導(dǎo)航：如船舶遠(yuǎn)洋導(dǎo)航和進(jìn)港引水、飛機(jī)航路引導(dǎo)和進(jìn)場降落、智能交通、汽車自主導(dǎo)航及導(dǎo)彈制導(dǎo)?！　、?測量：主要用于測量時(shí)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(jì)算道路的擁堵情況

5、。　2）時(shí)間服務(wù)　?、?系統(tǒng)同步：如CDMA通信系統(tǒng)和電力系統(tǒng)　　②.授時(shí)：準(zhǔn)確時(shí)間的授入、準(zhǔn)確頻率的授入2010年，中國GPS市場發(fā)展迅速，無論是車載產(chǎn)品還是便攜式產(chǎn)品，銷量均較2009年有明顯上升。另外，GPS產(chǎn)品價(jià)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(dǎo)航功能、相關(guān)增值服務(wù)正逐漸成為新的市場增長點(diǎn)，售后保障服務(wù)也更加規(guī)范，市場呈現(xiàn)良性發(fā)展趨勢。衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在三方面：一是衛(wèi)星導(dǎo)航的多系統(tǒng)并存，使系統(tǒng)可用性得以提高，應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒏鼜V闊；二是多元組合導(dǎo)航技術(shù)正在得到推廣應(yīng)用，主要有GPS與移動通信基站定位、陀螺

6、、航位推算技術(shù)等的組合應(yīng)用；三是衛(wèi)星導(dǎo)航與無線通信等其它高技術(shù)相結(jié)合，如GPS接收機(jī)嵌入到蜂窩電話、便攜式PC、PDA和手表等通信、安全和消費(fèi)類電子產(chǎn)品中，從根本上促進(jìn)了IT技術(shù)的整體發(fā)展。隨著汽車、手機(jī)等高檔消費(fèi)品的普及，中國正在成為全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)（GPS）產(chǎn)業(yè)增長最快的市場之一。中國投資咨詢網(wǎng)《2007年中國GPS導(dǎo)航市場分析及投資咨詢報(bào)告》稱，截至2005年底，中國安裝車載導(dǎo)航設(shè)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(yù)計(jì)GPS產(chǎn)業(yè)產(chǎn)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(lǐng)域

7、的應(yīng)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(shù)在國外已相當(dāng)成熟，然而由于GPS在我國處于起步階段，與產(chǎn)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(yù)示著GPS未來在中國的航空、海路、鐵路、建筑、電信、電力等領(lǐng)域的應(yīng)用都會有很大的發(fā)展空間。例如在交通領(lǐng)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(fù)雜,交通事故時(shí)有發(fā)生,在這種情況下,將用戶的運(yùn)行路線實(shí)時(shí)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(yùn)行方向、速