技术融合:GSM与GPS结合跟踪移动目标( 二 )


GPS卫星是由洛克菲尔国际公司空间部研制的 , 卫星重774kg , 使用寿命为7年 。卫星采用蜂窝结构 , 主体呈柱形 , 直径为1.5m 。两侧装有两块双叶对日定向太阳能电池帆板 , 全长5.33m接受日光面积为7.2m2 。对日定向系统控制两翼电池帆板旋转 , 使板面始终对准太阳 , 为卫星不断提供电力 , 并给三组镉镍电池充电 , 以保证卫星在地球阴影部分能正常工作 。在星体底部装有多波束定向天线 , 能发射张角大约为30度的两个L波段(19cm和24cm波)的信号 。在星体的两端面上装有全向遥测遥控天线 , 用于与地面监控网的通信 。此外卫星还装有姿态控制系统和轨道控制系统 , 以便使卫星保持在适当的高度和角度 , 准确对准卫星的可见地面 。GPS卫星的作用主要有3点:
1. 用L波段的两个无线载波(19cm和14cm)向广大用户连续不断地发送导航定位信号 。
2. 在卫星飞越注入站上空时 , 接收由地面注入站用S波段(10cm波段)发送到卫星的导航电文和其他有关信息 , 并通过GPS信号电路 , 适时的发送给用户 。
3. 接收地面主控站通过注入站发送到卫星的调度命令 , 适时地改正运行偏差或者起用备用时钟等 。
地面控制系统(地面监控部分):
全面负责监控全球定位系统的工作 。它包括:主控站、监测站、注入站 。
主控站:1个 , 是位于科拉多州斯平士的卫星操作控制中心(CSOC) , 它的任务是收集各监测站送来的数据 , 计算卫星轨道、星历、时钟改正数、状态参数等 , 并按一定格式编辑为导航电文传送到注入站 , 再转发至各卫星;它还负责对地面控制系统的协调工作、对卫星状态的诊断、调整和发送工作 。此外 , 这个主控站里还附设了一个监测站 。
监测站:5个 , 除一个附设在主控站内 , 还有4个分别分布在夏威夷、北太平洋的Kwajalein岛、印度洋的Diogo Garcia岛、大西洋的Ascension岛上 。它们主要用配备的P码接收机和精密铯种 , 对每颗卫星进行连续不断的跟踪测量 , 并将所得数据传送到主控站 。它是无人值守的数据采集中心 , 受主控站的控制 。
注入站:3个 , 分别附设在北太平洋的Kwajalein岛、印度洋的Diogo Garcia岛、大西洋的Ascension岛上的监测站内 , 其主要功能是天天用S波段(10cm波) , 将主控站传送来的卫星星历和时钟参数等发送到卫星的存储器中 , 让有关信息通过GPS卫星信号电路发给用户 。还自动向主控站发信号 。
GPS接收机(用户部分):
由于近十几年来 , 世界各国的企业公司和科研单位竞相开发出各种类型的接收机 , 因此GPS接收机的分类形式很多 。常规分为两种:导航型和测地型 。
导航型接收机结构简单 , 体积小 , 价格便宜 , 采用C/A码伪距接收技术 , 定位精度一般可达100~20m , 最高可达3~1m 。若采用P码接收技术 , 达到的精度将更高 。普通C/A码伪距接收机的价格大约在2-3千左右 。
测地型接收机结构复杂、精度高 , 它采用双频伪距和载波相位接收技术 , 测量基线的精度和高度都比导航型接收机高许多数量级 。双频接收机可达5mm 1ppm?D,单频接收机可达10mm 2ppm?D,若用差分定位其精度可达亚米及厘米级 。
目前 , GPS接收机的体积是越来越小 , 重量越来越轻 , 价格越来越低 。
随着GSM移动通信系统在我国的迅猛发展 , 它的电话业务功能对大多数人来讲 , 已不再生疏 , 但它的其他功能:如数据业务、短信息业务、补充业务 , 将有助于我们把GPS的应用扩展到跟踪移动目标方面 。
今年 , 我国电信业继续保持高速增长态势 , 截止5月底 , 移动电话用户总数已达到1.1亿户,其中新增用户2581万户.因此借GSM来传输GPS定位信息 , 有很好的基础 。

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