《定位系统》课件

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1、第4章定位系统内容提要通过定位系统获取位置信息是物联网时代的重要研究课题。本章将典型的定位系统和定位技术。第3章介绍了传感器技术传感器的设计需求（低成本与微型化，低功耗，灵活性与扩展性，鲁棒性）传感器的软硬件平台本章介绍位置信息的概念，重点介绍典型的定位系统（卫星定位，蜂窝基站定位，无线室内环境定位，新兴定位系统）以及三种常见的定位技术。内容回顾4.1位置信息4.2定位系统4.3定位技术4.4物联网对定位技术的新挑战位置信息的三大要素是什么？本章内容为什么需要定位？基于位置的服务自动导航搜索周边服

2、务信息基于位置的社交网络位置信息和我们的生活息息相关位置信息不是单纯的“位置”地理位置（空间坐标）处在该位置的时刻（时间坐标）处在该位置的对象（身份信息）4.1位置信息4.2定位系统4.3定位技术4.4物联网对定位技术的新挑战典型的定位系统有哪些？各自有哪些特点？本章内容现存主流定位系统卫星定位：GPS，北斗蜂窝基站定位无线室内环境定位新兴定位系统：A-GPS卫星定位卫星定位蜂窝基站定位无线室内环境定位新兴定位系统各国的卫星定位系统美国：GPS俄罗斯：GLONASS欧盟：伽利略中国：北斗GPS是目

3、前世界上最常用的卫星导航系统。由覆盖全球的卫星组成的卫星系统。这个系统可以保证在任意时刻，地球上任意一点都可以同时观测到多颗卫星，以保证可以采集到该观测点的经纬度和高度，以便实现导航、定位、授时等功能。这项技术可以用来引导飞机、船舶、车辆以及个人，安全、准确地沿着选定的路线，准时到达目的地。GPS是英文NavigationSatelliteTimingandRanging/GlobalPositioningSystem的缩写,意为利用卫星导航进行测时和测距,以构成全球卫星定位系统。是美国国防部主要

4、为满足军事部门对海上、陆地和空中设施进行高精度导航和定位的需要而建立的。自1973年美国军方批准成立联合计划局开始GPS的研究工作到1993年系统建成,该工程历时20年，耗资300亿美元，成为继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的第三项庞大空间计划。它从根本上解决了人类在地球上的导航和定位问题，在军事和工农业等领域得到了广泛的应用。GPS：发展简史GPSSystemSpaceControlUserGPSSatelliteKeyFeaturesofGPSSatellitesEachGPSsatelli

5、tehasaVERYaccurate(atomic)clockAllGPSsatellitesareexactlysynchronizedtoamastergroundclockEachsatellitetransmitsauniquePseudo-RandomNoise(PRN)CodeThepositionandclockofeachsatelliteispreciselyknownandconstantlymonitoredongroundGPSSignal50bpsdatasignal,m

6、odulatedbyaPseudo-RandomNoise(PRN)code,whichrepeatsevery1mstransmittedat1,575.42MHz(L1).Nominalreceivedpowerongroundis-163dBW(5x10-17W)…that’sVERYlow!!!Compareittotypicalreceivedpowerinamobilecommunicationssystem(GSM)ofafewmW…GPSreceivedpoweris100tril

7、liontimeslower!GPS：发展简史卫星定位蜂窝基站定位无线室内环境定位新兴定位系统1973年，美国国防部开始GPS计划1983年，里根承诺将来对民间开放使用1989年，正式开始发射GPS工作卫星1994年，卫星星座组网完成，投入使用2000年，克林顿下令取消军用/民用信号的精度差别对待GPS：系统结构卫星定位蜂窝基站定位无线室内环境定位新兴定位系统宇宙空间部分24颗工作卫星分布在6个倾角为55°的轨道上绕地球运行。目前可用的卫星通常有28颗。地面监控部分（全部在美国境内）1个主控中心（

8、另有1个备用）4个专用地面天线6个专用监视站用户设备部分GPS接收机已知A、B、C三个节点的坐标，以及它们到节点D的距离，确定节点D的坐标GPS：定位原理Ifyouknowthedistanceto4KNOWNlocations:Thefourthsphere(notshown)willintersectonlyoneofthesetwolocations.Howdoes3-dimensional(3D)positioningwork?3DimensionalFix!GPSRece