時間：2023-03-16 15:40:09
導語：在gps技術論文的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領您探索更多的創(chuàng)作可能。
關鍵詞：高動態(tài)gpsDSP
GPS是美國建立的高精度全球衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)，在陸地、海洋、航空和航天等領域有著廣泛的應用。而高動態(tài)GPS接收機則可應用于導彈、衛(wèi)星、飛機導航等許多場合，但由于高動態(tài)GPS接收機涉及軍工等敏感領域，故國外的相關技術或產品對我國是封鎖的，有關高動態(tài)的核心解決技術在各種文獻中也見之甚少，相關技術必須自主開發(fā)。
GPS接收機的實時動態(tài)性能、定位精度以及功能的豐富性與其所選用的CPU性能有很大關系。具有較大動態(tài)范圍的接收機的實時運算量大、刷新速度高，對微處理器提出了更高的要求，即接收機應具有較高的數字信號處理能力。DSP芯片具有適合于數字信號處理的軟件和硬件資源，它運算速度快、接口方便、編程方便、穩(wěn)定性好、精度高、集成方便，可用于復雜的數字信號處理算法。因此筆者的GPS接收機使用DSP芯片作為中央處理器。在此基礎上，采用一系列的算法，如利用接收機原始的偽距和偽距變化率進行GPS／INS組合算法和抗多徑算法及設計新的載波跟蹤環(huán)路等，提高接收機的抗干擾和動態(tài)性能及定位精度。
1接收機的結構設計
采用相關接收技術的GPS接收機一般可以分為三個功能模塊：射頻前端模塊，信號處理模塊和應用處理模塊，如圖1所示。高動態(tài)GPS接收機組成與其類似，關鍵在于信號處理模塊具有快速捕獲功能和較大的捕獲、跟蹤帶寬。
信號處理模塊的主要功能是對信號進行捕獲、跟蹤、解擴、解調等，提取觀測量和導航電文數據。GPS擴頻信號的解擴一般通過相關接收技術完成，信號處理模塊的核心就是相關器。多通道接收機一般采用多通道相關器實時地跟蹤4顆或4顆以上的衛(wèi)星信號。
以GP2010、GP2021芯片組作為接收前端和相關器，GP2021由時基產生電路、地址譯碼器、狀態(tài)寄存器及12通道獨立跟蹤模塊等組成。其中每一獨立跟蹤模塊包含載波DCO、碼DCO、相關器和相應的載波整周計數器、碼相位和歷元計數器等。相關器還提供了一個5．714MHz時鐘給GP2010，對GP2010的4．309MHz信號進行欠采樣，得到1．405MHz的中頻數字信號。GP2010輸出中心頻率為1．405MHz的中頻信號給GP2021。GPS接收機前端和相關器如圖2所示。
根據DSP芯片運算速度、價格、軟硬件資源、運算精度、開發(fā)工具、功耗等因素，以TI公司的32位DSP芯片TMS320VC33作為中央處理器進行GPS信號處理和定位求解。其運算速度為75MIPS，單指令周期為13ns，內置1．1MbitRAM，由0．18μmCMOS工藝制造。
DSP功能包括信號收集處理、GP2021硬件控制、相位跟蹤和導航數據解調環(huán)路、GPS導航電文提取、電文推算、導航定位求解等[1](見圖3)。
信號收集處理主要完成從相關器輸入正交、同相超前和滯后通道的相關積分值，根據這些積分值實現碼環(huán)、載波環(huán)捕獲和跟蹤過程中的判決和濾波等功能[2]。
GP2021硬件控制主要完成碼環(huán)、載波環(huán)路的閉合控制過程。根據相位跟蹤環(huán)路和碼環(huán)、載波環(huán)路輸出的控制量動態(tài)地調節(jié)GP2021的碼DCO和載波DCO中的值，實現數據解調。
相位跟蹤和導航數據解調環(huán)路是載波跟蹤環(huán)路的最后一個環(huán)節(jié)，由它實現載波相位的抽取和數據解調。
接收機充分利用DSP處理器的功能，將以上軟件都集中在一片DSP處理器中運行。DSP芯片的高速運算性能使得部分硬件功能軟化，大大縮小了接收機的體積，同時增強了系統(tǒng)的靈活性。
在碼和載波跟蹤環(huán)路中，許多地方使用了數字濾波器。由于TMS320VC33計算精度很高，可以實現幅頻特性很陡直的濾波器，完成帶寬很窄的濾波。另外，DSP在進行數字信號處理過程中，僅受量化誤差和有限字長影響，在處理過程中不引入其他噪聲影響，有較高的信噪比。而這些正是筆者跟蹤環(huán)路、跟蹤頻率斜升信號所必須的。同時，用DSP軟件編程實現數字濾波，只需修改編程過程中的幾個設計參數，就能靈活方便地實現不同性能的濾波器，從而改變跟蹤環(huán)路的環(huán)路特性，為環(huán)路的調試帶來極大的便利和靈活性。
2動態(tài)GPS接收機關鍵技術研究
(1)實時有效的GPS星的歷書的推算：為快速捕獲信號，快速地定位，縮短冷啟動時間，必須保證實時有效的GPS星的歷書的存在。衛(wèi)星的最新歷書直接由用戶根據較早的星歷導出，通過外推得到冷捕搜星時刻的有效數據。現在，經過對間隔一個月的星歷進行推算，GPS星軌道長半徑α、偏心率e、軌道面傾角i、軌道準經度Ω0、軌道近地點角矩ω、平近點角M、星鐘參數af0、af1都可達到相當的精度，其中a、e、i的值變化不大，同時設6個攝動修正參數為零。這樣，就可得間隔一個月后的歷書。
t1時刻
af0=：0．596651807427D-04af1=0．579802872380D—11
t1+30天時刻
af0=0．724918209016D-04af1=0．477484718431D-11
t1+30天時刻的推算結果
afo=0．7237169739D-04af1=0．4706628D-11
t1時刻t1+30天時刻
Ωt1=-2．09716567564Ω0t2=-2.72117917258
ωt1=-1．71643691820ωt2=-1．67529031669
Mot1=3．08373107049Mot2=-2．08799859062
由toe1，時刻的星歷可推算出toe2時刻的星歷
計算得出Ω1ot2=-2．720653，ωt2=-1．666083，
Mlot2=-2．085210
(2)時鐘特性對高動態(tài)接收機的動態(tài)性能影響的研究：時鐘特性(頻率飄移和老化率)對高動態(tài)接收機的動態(tài)性能有較大的影響，在高動態(tài)接收機中必須予以考慮并盡量消除之。其中，頻率飄移的消除大約可以使冷啟動時間縮短60s。
(3)高加速度下的載波跟蹤環(huán)路的研究：為檢測高動態(tài)GPS信號，需要設計碼環(huán)及載波環(huán)的捕獲與跟蹤數字系統(tǒng)。當使用對信號同時進行時域(碼相位)和頻域(多普勒頻移)的二維搜索從而對載波多普勒頻移逐次逼近掃描的串行搜索法時，在高動態(tài)下，由于碼的捕獲是分頻段進行的，載波跟蹤環(huán)路對碼跟蹤環(huán)路提供速度輔助，且由于碼的跟蹤是在頻率誤差范圍500Hz以內進行的，一定范圍內的高加速度引起的頻率變化率對碼的捕獲和跟蹤影響不大，環(huán)路失鎖首先從載波跟蹤環(huán)路開始。同時，一定范圍內的高速度只影響頻率捕獲所涉及到的頻段數而對頻率跟蹤影響不大。因此，在高動態(tài)下，在CPS信號的碼跟蹤和載波捕獲與跟蹤問題中解決在高加速度下的載波跟蹤問題具有十分重要的意義。需設計出具有較大動態(tài)范圍的載波跟蹤相關算法。該算法應同時兼顧在高加速度和高加速度環(huán)境下的環(huán)路工作特性。
現在，筆者已設計出具有較大動態(tài)范圍的載波跟蹤環(huán)路，并使用在接收機中，但環(huán)路的各項具體指標正在測試中。接收機載波跟蹤模塊工作流程圖如圖4所示。
(4)對原低動態(tài)接收機的相位跟蹤環(huán)路的改進。四項鑒頻器和叉積鑒頻器實現精確的頻率跟蹤，相位跟蹤和導航數據解調環(huán)路是載波跟蹤環(huán)路的最后一個環(huán)節(jié)，由它來實現載波相位的抽取和數據解調。到叉積鑒頻器時只能實現碼鎖定、載波鎖定。位同步和幀同步狀態(tài)只有在相位跟蹤和導航數據解調環(huán)路正確工作后才可實現。而只有當幀同步(即數據可以正確解調下來并實現幀同步)后，接收機才可得到正確的偽距。此后建立導航定位方程組并準確定位。故而，如相位跟蹤和導航數據解調環(huán)路不能正常工作，接收機將不能定位。適當擴大載波跟蹤環(huán)路等效噪聲帶寬BLF，跟蹤精度降低，載波跟蹤環(huán)路產生的各項誤差會反應到相位跟蹤環(huán)路，但捕獲時間縮短且鎖相環(huán)的動態(tài)范圍會得到改善；同時，對于相位跟蹤環(huán)路，由于它的線性牽引有效范圍有限，如果可以擴大這個范圍，則可補償由于變寬而對相位跟蹤環(huán)路造成的影響，同時增加相位跟蹤環(huán)路對載波跟蹤環(huán)路補償作用的范圍，從而改善在高加速度下載波跟蹤性能。
(5)輔助跟蹤環(huán)路的設計：信號一旦非正常失鎖如何快速重新捕獲，還必須結合GPS星歷進行輔助跟蹤環(huán)路的設計。
(6)冷啟動算法的設計：當接收機無歷書存儲或由于長時間未開機造成歷書無效時接收機開機即處于盲捕狀態(tài)。而歷書預報誤差較大時，接收機將花費較長時間進行GPS星的捕獲和星歷下傳后才可準確定位。而準確的軌道參數和星鐘參數推算并輔之以合理的冷啟動搜星算法則可使接收機快速定位。對接收機接收到的GPS信號的載波多普勒頻移進行了分析并給出其各組成部分的計算公式，同時根據實驗結果對各組成部分對接收機星捕獲占用時間的影響進行了分析，提出了通過消除接收機時鐘頻率漂移并輔之以有效歷書推算的新的冷啟動算法，大大縮短了高動態(tài)GPS接收機冷啟動的時間。在靜止的接收機中預先輸入接收機本地概略地址和時間的情況下，冷啟動時間縮短至25s以內。
3實驗
時間：2003．9．5～9．27
接收機狀態(tài)：靜止，接收機預先輸入接收機本地概略地址和時間，有歷書推算：
星號15262129
接收機測得的多普勒頻移值7320257941202381
推算得到的多普勒頻移值7201256643562210
程序設置的多普勒頻移值7201256643562210
4顆星達到載波跟蹤狀態(tài)所需時間：21s
Abstract: The main function of system designed in the paper is to obtain GPS data by the GPS module from the satellite, and then the information of location, time, speed and the situation of satellite online are displayed through the displaying terminal in real-time. Also the information will be uploaded to control center by satellite communications module after fixed time or fixed distance. At the same time the system should receive information and commands from control centre by satellite communications module. The weather forecast and news from control center are displayed. Under the dangerous situation, the latest location information is uploaded immediately to the control center by startup of the alarm button. This system can store a certain amount of historical information.
關鍵詞:GPS;衛(wèi)星通信;銥星SBD9601;ARM嵌入式系統(tǒng)
Key words: GPS;satellite communication;iridium SBD9601;ARM embedded system
中圖分類號:TN96 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)10-0142-02
0引言
隨著科學技術的發(fā)展,人們活動領域日益擴大,為了提高野外作業(yè)、海上作業(yè)和偏遠山區(qū)作業(yè)的人身和設備安全,本文設計了一款衛(wèi)星定位及呼叫系統(tǒng),用于接收指揮中心的信息,當危險情況發(fā)生時向外界報告自己的位置信息,以得到及時救援。
1銥星SBD9601通信模塊通信原理
銥星的數據模塊SBD9601是一種簡單而有效的衛(wèi)星網絡傳輸模塊,它能夠實現移動設備和主控制中心的數據傳輸。SBD9601主叫消息可達205字節(jié),被叫消息可達135字節(jié),接續(xù)時間小于1分鐘。SBD9601通信系統(tǒng)由控制器、SBD9601模塊、銥星通信衛(wèi)星、地面站、internet網絡和控制中心組成,其通信過程是控制器通過AT+SBDWB/AT+SBDWT指令將信息發(fā)送至SBD9601的緩存中,再通過AT+SBDI指令將信息發(fā)送,地面站的SBD系統(tǒng)通過衛(wèi)星收到信息后,利用與控制中心的特定通信協(xié)議,將信息送至指定的郵箱中;當SBD9601收到控制中心下發(fā)的信息時,會發(fā)出RING信號,同時接口有管腳產生持續(xù)時間5s的5V高電平,這時信息被放在緩存中,控制器通過AT+SBDRB/AT+SBDRT指令讀取信息。其通信過程如圖1所示。
2硬件設計
衛(wèi)星定位及呼叫系統(tǒng)由控制器、GPS模塊、衛(wèi)星通信模塊、鍵盤和液晶顯示終端五部分構成?？刂破鞑捎肁RM7系列的工業(yè)級的AT91SAM7S64,接收GPS信息,通過液晶顯示終端顯示其中的經緯度、日期和時間、行駛狀態(tài)以及GPS衛(wèi)星狀態(tài)信息。衛(wèi)星通信模塊采用銥星的SBD9601,通過按鍵控制或定時、定距離的三種方式經衛(wèi)星通信模塊向控制中心上傳信息,也可以接收中心下發(fā)的新聞和天氣信息,通過液晶顯示端顯示,按鍵可以翻閱歷史信息和緊急報警。硬件結構如圖2所示。
GPS與控制器之間采用TTL電平的串行通信; 9601與控制器之間采用232通信方式;LCD與控制器之間采用485通信,距離可超過幾十米。原理圖如圖3所示。
3軟件實現
程序的主要功能是接收GPS數據、接收衛(wèi)星下發(fā)的短信、定時或定距離發(fā)送經緯度信息以及通過鍵盤上發(fā)報警信息,最后顯示相關信息在本地系統(tǒng)的LCD上。
3.1 上行數據發(fā)送程序上行數據轉換模塊的主要功能是把接收到的GPS數據或是相關的狀態(tài)信息轉換成約定好的數據格式以便同監(jiān)控中心的通信。數據格式如表1。
3.2 上傳數據的流程圖衛(wèi)星定位及呼叫系統(tǒng)能夠定時或定距離的向控制中心上傳最新的位置信息,報警信息的6個位為零;如果危險情況發(fā)生,通過報警按鍵立即發(fā)送位置信息,報警的6個位不為零。上傳信息流程圖如圖4所示。
3.3 上傳數據的子程序
void send10byte(void)
{
unsigned int cheksum;
cheksum=s9601[0]+s9601[1]+s9601[2]+s9601[3]+s9601[4]+s9601[5]+s9601[6]+s9601[7]+s9601[8]+s9601[9];
txb0[0]=s9601[0];
txb0[1]=s9601[1];
txb0[2]=s9601[2];
txb0[3]=s9601[3];
txb0[4]=s9601[4];
txb0[5]=s9601[5];
txb0[6]=s9601[6];
txb0[7]=s9601[7];
txb0[8]=s9601[8];
txb0[9]=s9601[9];
txb0[10]=cheksum/256;
txb0[11]=cheksum%256;
uart_send0(12);
num9601=10;
}
3.4 下行數據接收程序控制中心每天下發(fā)新聞、天氣預報信息和控制信息,系統(tǒng)及時接收并通過顯示終端顯示。下行數據接收程序流程圖如圖5所示。第二位是Y,表示新聞;第二位是X,表示天氣預報信息;第二位是Z,表示控制信息。
4總結
該系統(tǒng)融合了GPS全球定位技術,衛(wèi)星通信技術和ARM嵌入式技術,屬于一個交叉學科的工程項目。本項目選用工業(yè)級的ARM7芯片AT91SAM7S64作為處理器,并圍繞它進行電路設計,使得該系統(tǒng)有很高的可靠性,并且能夠適應比較惡劣的環(huán)境。本系統(tǒng)通過海上漁船和草原越野實地測試,測試效果很好。
參考文獻:
[1] 黃運濤.基于GPS 和CDMA 技術的脫離式報警器. GPS GIS,微計算機信,2009 , 25-2-1 :183-185.
[2]羅致.基于 ARM 處理器的車載 GPS 定位終端 [碩士學位論文] 華中科技大學 2006,7.
[3]王剛.基于船位監(jiān)控系統(tǒng)的通信模塊設計 [碩士學位論文] 大連理工大學 2006,7.
[4]馮思春.船舶遠程監(jiān)控及數據交換系統(tǒng)的研究與應用 [碩士學位論文] 大連理工大學 2006,7.
[5]胡湛嵐.應用GPS、GSM車輛定位及車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究[碩士學位論文] 大連海事大學 2007,7.
[6]秦康.基于GPS/GIS/GSM的車輛監(jiān)控系統(tǒng)設計及應用 [碩士學位論文] 西安理工大學2007,7.
[7]唐依珠,鄭茜穎,黃金虎.GPS車輛導航系統(tǒng)的研究和開發(fā).福州大學學報,2002,32(3):474-481.
[8]蔣亞群,張春元.ARM 微處理器體系結構及其嵌入式 SOC.計算機工程,2002,28 (11):4-6.
[9]Tanenbaum A S. Computer Networks. 北京:清華大學出版社,1996.
[關鍵詞]區(qū)域定位 實時監(jiān)控 數據采集 定位跟蹤
中圖分類號：TE933.207 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）22-0160-01
引言：在我國乃至全世界的很多珍稀動物瀕臨滅絕，對于野生動物的保護受到各個領域的關注。然而對于我國衛(wèi)星定位導航領域的尖端“北斗”來說更希望為此提供幫助，北斗導航系統(tǒng)是基于衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)架構的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，基本管理的內容有狀態(tài)管理信息儲存?？梢詫游飩€體的動態(tài)監(jiān)測信息進行唯一標識、采集、傳輸、接收、儲存等。采用衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)（BDS）與集傳感器、GPS技術、GIS技術、無線通訊技術、計算機、數據處理技術相結合，使的對瀕危動物的跟蹤和保護更具人性化、實時性和可靠性。
一、北斗導航系統(tǒng)的簡介
在美國研制出全球定位系統(tǒng)（GPS）和俄國的GLONASS之后我國自行研制出了北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)簡稱BDS。北斗BDS的主要組成部分有空間端、地面端和用戶端。BDS具有短報文通信能力，并且初步具備區(qū)域導航、區(qū)域定位、區(qū)域授時能力，可以在全球范圍內為各類用戶提供高精度、高可靠的全天候、全天時的導航授時服務。其定位精度優(yōu)于20米，授時精度由于100納秒。2000年以來我國的4顆北斗導航試驗衛(wèi)星已成功發(fā)射，北斗導航的第一代系統(tǒng)由此建立。并且具備了包括中國以及周邊地區(qū)范圍內的定位、授時、報文、GPS廣域差分功能。目前中國已經建成由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成的斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)空間段，屬于二代系統(tǒng)。包括開放服務和授權服務兩種服務方式。在服務區(qū)內免費提供的定位、測速以及授時服務叫做開放服務，其定位精度為10米，測速精度為0.2米/秒。授權用戶和享受更安全的定位、測速、授時和通信服務以及系統(tǒng)完好性信息。這也是授權服務的特點。
二、如何實現“北斗”對瀕危動物的跟蹤保護
要利用北斗導航系統(tǒng)實現對瀕危動物的跟蹤保護，可以運用BDS技術制作成無線項圈，這樣可以了解到動物所在的位置和行程，是否會進入人類生活的區(qū)域等。運用BDS跟蹤項圈可以讓研究人員了解動物的情況，避免人和野生動物發(fā)聲沖突，起到保護瀕危動物的作用。無線項圈的標記范圍從0.5g 用于鳥類和田鼠到460g用于大象、熊和大角麋，最小的標記電池壽命14天，最大的標記電池壽命長達1600天（>4年）。對沒有明顯頸部的動物（如爬行動物蛇、蜥蜴和魚類），可使用可植入標記（Implantable Tag）。所有的標記均可配死亡率和行動傳感器（Mortality and activity sensors）?？筛淖儎游飿擞浀姆逯惦娏骱凸β瘦敵?，用來改變動物標記的使用范圍。
三、利用北斗導航系統(tǒng)跟蹤瀕危動物的必要性
（一）從北斗的角度分析
北斗導航系統(tǒng)是基于衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)架構的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，基本管理的內容有狀態(tài)管理信息儲存。可以對動物個體的動態(tài)監(jiān)測信息進行唯一標識、采集、傳輸、接收、儲存等。采用衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)（BDS）與集傳感器、GPS技術、GIS技術、無線通訊技術、計算機、數據處理技術相結合，使的對瀕危動物的跟蹤和保護更具人性化、實時性和可靠性。北斗BDS具有全天候定位、高精度定位、觀測時間短、測站間無需通視、儀器操作簡便的優(yōu)勢。開放服務的定位精度為10米，測速精度為0.2米/秒。授權用戶和享受更安全的定位、測速、授時和通信服務以及系統(tǒng)完好性信息。各個領域都應該提高瀕危動物的保護意識，對于我國自行研制的北斗衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)來說更應發(fā)揮其特長，為瀕危動物的保護貢獻力量。
（二）從社會和自然的角度分析
人類在對自然資源開發(fā)利用的過程中，大自然的生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞，環(huán)境也受到污染。動物的物種由此滅絕的速度加快，不少珍稀動物瀕臨滅絕，對于野生動物的保護已迫在眉睫。瀕危動物保護對于社會來說耗資巨大又十分艱巨，需要采用多種手段來進行，涉及到法律、行政、經濟、社會輿論等諸多方面。建立自然保護區(qū)、馴養(yǎng)繁殖、采用法律的手段禁止商業(yè)性開發(fā)、開展國際合作、采用先進技術等都是保護瀕危動物的一些措施。目前瀕危動物的保護涉及到物種的多樣性，維持物種多樣性有利于自然的和諧發(fā)展。我們每一個人都應該意識到瀕危動物保護的重要性。
四、北斗導航系統(tǒng)跟蹤保護瀕危動物的意義
人類在對自然資源開發(fā)利用的過程中，大自然的生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞，環(huán)境也受到污染。動物的物種由此滅絕的速度加快，不少珍稀動物瀕臨滅絕，對于野生動物的保護已迫在眉睫。北斗導航系統(tǒng)是基于衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)架構的動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，基本管理的內容有狀態(tài)管理信息儲存?？梢詫游飩€體的動態(tài)監(jiān)測信息進行唯一標識、采集、傳輸、接收、儲存等。采用衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)（BDS）與集傳感器、GPS技術、GIS技術、無線通訊技術、計算機、數據處理技術相結合，使的對瀕危動物的跟蹤和保護更具人性化、實時性和可靠性?？梢云鸬骄S持生態(tài)平衡，維護物種的多樣性，對于我國自行研制的北斗衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)來說更是發(fā)揮其特長，為瀕危動物的保護貢獻力量，同時也體現出我國高新技術對于生態(tài)環(huán)境具有很高的保護意識。
五、結論
多種多樣的物種組成了生態(tài)系統(tǒng)，每一個物種都是生態(tài)系統(tǒng)中的一個重要組成部分，包括人類，他們相互依存，相互聯(lián)系，物種多樣性被破壞，整個生態(tài)系統(tǒng)就會受到影響。大多數的瀕危動物都具有較高的經濟價值、藥用價值以及醫(yī)用價值。所以對于野生動物的保護受到各個領域的關注。科技的發(fā)展和進步對于野生動物的保護起到了促進的作用，衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)的出現，對野生動物的跟蹤保護更是起到了不可替代的作用。衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)對瀕危動物的活動范圍和行動軌跡進行實時監(jiān)控，對瀕危動物進行定位跟蹤，對跟蹤動物的體溫、脈搏等數據進行采集和傳送。運用環(huán)境優(yōu)化、刺激等手段引誘物種向有利的方向發(fā)展。北斗又是國衛(wèi)星定位導航領域的尖端，利用北斗導航系統(tǒng)跟蹤瀕危動物能起到更好的保護作用。
參考文獻
[1] 杜曉輝.施滸立.劉成.胡正群 CAPS衛(wèi)星導航系統(tǒng)定位精度分析方法研究 [期刊論文] -電信科學2010（12）
[2] 李金金.應士君.劉衛(wèi).邱R COMPASS/GPS組合導航系統(tǒng)定位精度分析 [期刊論文] -航海技術2013（3）
[3] 萬祥.張孟陽 北斗高動態(tài)雙頻相對定位技術 [期刊論文] -飛行器測控學報2010（3）
[4] 李聰明.王靈梅.馮林剛 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)與GPS的比較 [期刊論文] -西部資源2013（1）
關鍵詞：工程測量 GPS測量 銜接性 教學研究
隨著現代科學技術的快速發(fā)展和高等職業(yè)教育改革的深化，“工程測量”原有教材的內容和體系已經不能適應教改后的教學計劃和調整后的專業(yè)結構。我們從教學要求出發(fā)，在多年的教學實踐和科研活動基礎之上，注重理論性和實用性相結合、系統(tǒng)性和最新發(fā)展相結合的教學方式，對GPS定位相關的基礎知識和數據處理過程介紹得比較詳細，在教學中比較適用，使學生對GPS衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)有一個完整的概念。
GPS定位技術從問世之初取代常規(guī)大地測量和工程控制測量發(fā)展到目前，已滲入工程測量、地籍測量、交通管理、導航、地理信息系統(tǒng)、海洋、氣象和地球空間研究等許多領域。GPS定位技術的日益廣泛應用，使它成為土木工程類專業(yè)學生的必修內容。
通過多年的教學實踐和教學改革，我在教材建設、教學內容改革、多媒體教學、教學考核方式和教學實習的改革
等方面做了一些初步的探索和研究，得出了一些有益的結論。
一“工程測量”課程與GPS測量的銜接性教學內容的改革
（一）在現用的高等職業(yè)學?！肮こ虦y量”教材中，有關GPS測量原理與應用介紹簡單，沒有相關工程實例，教材理論性和實用性相結合、系統(tǒng)性和最新發(fā)展相結合的教學內容與最新發(fā)展相結合不緊密。因此，我校在教學和教材建設中緊緊抓住“教學對象主要是應用GPS進行精密定位”這一特點，在教學內容的組織上改變已有教材中將GPS衛(wèi)星定軌理論與方法、GPS衛(wèi)星信號的組成與傳播等天文、電子或通訊方面的理論作為重要內容，而只是將這些內容作為GPS定位理論主線上的必要過渡知識點進行簡要介紹。
（二）結合路橋專業(yè)的特點，重點安排了以下知識點：GPS系統(tǒng)的構成及其發(fā)展現狀、GPS定位系統(tǒng)的坐標系、GPS衛(wèi)星的測距碼信號與偽距測量原理、GPS衛(wèi)星的載波信號與相位測量原理、GPS靜態(tài)定位原理、整周未知數的確定方法與周跳分析、GPS動態(tài)定位原理、GPS定位測量中的坐標轉換、GPS控制網的設計及外業(yè)工作、GPS基線向量解算與網平差、GPS定位技術的應用等。通過這些知識的學習，不但使學生對GPS衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)有一個完整的概念，而且可以使學生較好地理解和掌握GPS定位的關鍵理論和重要知識，從而達到使用GPS定位技術從事測繪或相關專業(yè)工作的目的。
二改革教學方法和手段
（一）授課時提綱挈領，對于教材中部分通俗易懂的內容可以安排學生自學，把節(jié)省出來的課時用來加強重點、難點章節(jié)的講授及補充新的教學內容或課外知識，以解決教學時數少而內容多的矛盾，教師要對教學內容進行篩選和組合，并且要大量閱讀相關的科技論文和資料，以便了解授課內容的最新發(fā)展情況。
(二)多媒體教學與文字教學相結合。多媒體教學具有直觀、生動、形象等特點，可以將部分在課堂上用文字敘述不便的內容用幻燈片或動畫進行教學，既提高了效率，又加強了學生對授課內容的理解與記憶。圖像、聲音、文字及三維動畫效果的使用，可以更好地向學生們演示GPS系統(tǒng)工作原理、測距碼和載波相位的測量原理、RTK技術和廣域差分技術的實現過程以及GPS定位坐標系統(tǒng)之間的轉換等一系列內容，還可以直觀地演示和觀看用GPS后處理軟件進行數據的預處理、基線向量解算和GPS網平差的全部過程。
三教學考核方式的改革
在教學考核方面，除了正常的期終考試考核之外，對學生的實踐教學考核進行了改革，用儀器操作考核(占40％)、成果質量考核(占20％)、實習小結考核(占20％)、小論文(占20％)等多種形式，綜合評定學生的實習成績，而學生的實驗實踐教學考核的成績可以占到總成績的60％左右。實踐教學考核方式的改革有力地促進了學生們參與實習實驗的積極性和主動性，提高了學生對GPS信號接收機的熟練程度和實際動手能力，這方面的改革對教學質量的提高也是大有裨益的。
四重點加強和改進實驗實踐教學環(huán)節(jié)
（一）加大GPS課程的課間實習力度，保證實驗課時，重視實驗課的質量。將GPS課程的課間實習課與理論教學課時調整為1：1，保證實驗課的教學時間。通過實驗課的學習，可以將理論與實際聯(lián)系起來，及時鞏固課堂教學的內容，加深對基礎理論的認識，同時可以為以后的集中實習打好基礎。為此，教師對每一堂實驗課都應提出具體的要求，實驗課結束之后要讓學生撰寫實驗報告，以加深對實驗課內容的理解。
（二）依托實訓基地，讓學生直接參與基地生產，提高實際操作能力。將GPS內容綜合實習，合理安排實習時間，增加應用實例分析，譬如：我校測量實習基地建筑物密集，測區(qū)權屬關系復雜，權屬界址點數量多．采用常規(guī)測量手段施測十分困難，采用RTK測量技術作為本測區(qū)宗地權屬界址點坐標的實測技術手段，在地籍測量的應用還是很少的。在充分調研論證并通過試驗檢測認證的基礎上全面實施，取得了比較好的效果。
通過實例綜合，有效地增強了學生對GPS靜態(tài)相對定位、RTK GPS測量、GPS測量數據的后處理等實際問題理解和應用。這樣，學生基本上將與GPS實際應用相關的實習內容全部掌握，都能夠在實際中運用自如，有效地提高了學生對社會的適應能力。
（三）教學與科研、生產相結合，提高實踐教學水平。學院充分利用自身的科研技術優(yōu)勢，將科研、生產工作的內容、手段和目的融合進實驗教學，并鼓勵學生參與一定的科研和生產工作，使學生能夠接觸學科發(fā)展的前沿，開闊學生的眼界和思路，增強學生的創(chuàng)新意識，促進實驗教學水平的提高，提高了學生的創(chuàng)新能力。
（四）積極組織學生參加科技競賽活動，在課后積極組織學生參加以知識和實踐技能方面的設計或競賽活動，使學生在競賽活動中受到較全面的能力培養(yǎng)和實踐鍛煉。
我們通過教學內容和方法、多媒體教學、教學考核方式和教學實習等方面的改革，在教學中取得了較好的效果，得到了學生們的歡迎和肯定。
參考文獻：
關鍵詞：單片機，GPS，GSM，GoogleMapAPI
目前，歐盟正在建立E-Call系統(tǒng)。E-Call 系統(tǒng)是在歐洲急救呼叫 112基礎上建立的一個自動緊急呼救系統(tǒng)。一旦在歐洲發(fā)生交通事故，即使在車上乘客無力呼救的情況下，車上的緊急呼救系統(tǒng)也將自動使用112 ，將事故地點等基本情況報告給最近的急救站，這將為城市和農村的交通事故營救處理時間分別節(jié)省50% 和40% 。論文參考，單片機。據估算，該系統(tǒng)全面實施后，每年將挽救歐洲交通事故中約2500 條生命，在非致命性事故中降低15%的重傷率。自2010年9月起，歐盟緊急呼叫系統(tǒng)E-Call將成為歐盟成員國所有新車的標準配備。歐盟每年新登記的車輛約2,000萬輛。這將是一個龐大的市場。
對于國內市場，據統(tǒng)計，2007年全國共發(fā)生各類交通安全事故327209起，死亡81649人，直接經濟損失12億元。因此，給汽車安裝必要的報警系統(tǒng)，讓施救人員第一時間參與行動，通過運用現階段的科學技術把傷害和損失減低到最少。
E-Call 系統(tǒng)只是把事故數據和GPS信息發(fā)到緊急呼叫中心，而且現在還在設計階段，我們設計的系統(tǒng)在完成其基礎上，增加了把用戶信息和位置在地圖上顯示出來，并完成報警功能，這將為及時妥當的事故緊急應對奠定基礎，能爭取更多的對車禍受傷人員的救治時間，降低車禍事故死亡率，減少事故對交通影響的時間，所以設計這樣一個系統(tǒng)，非常的有必要。
1系統(tǒng)設計
1.1功能與指標
本系統(tǒng)的各個單元組成部分如圖1所示。
圖1 報警系統(tǒng)各個單元組成部分
其中事故現場信息收集系統(tǒng)完成以下功能：
Ø 用戶信息的設置
Ø 事故發(fā)生時車速的檢測
Ø 事故發(fā)生時安全氣囊開關的檢測
Ø 事故發(fā)生時位置信息的收集
Ø 事故發(fā)生時事故信息的發(fā)送
其中事故現場遠程接收和顯示系統(tǒng)部分完成以下功能：
Ø 用戶信息的設置
Ø 事故信息的接收
Ø 事故地點在地圖上的顯示
Ø 事故時安全氣囊是否打開的信息
Ø 事故時車速的顯示
1.2實現原理
本系統(tǒng)由事故現場信息收集系統(tǒng)和事故現場遠程接收和顯示系統(tǒng)兩部分組成。事故現場信息收集系統(tǒng)部分采用w77e58雙串口單片機為控制核心，使用12864液晶顯示用戶的設置信息，并通過控制核心把發(fā)生事故時實時收集的事故信息通過GSM發(fā)送給事故現場遠程接收和顯示系統(tǒng)。事故現場遠程接收和顯示系統(tǒng)部分由一臺計算機和一個GSM模塊部分組成，GSM模塊把接收到的事故信息發(fā)送給計算機，計算機把相應的事故信息通過VB和JAVASCRIP在現有的Google Map顯示出來，從而最大的降低了整個系統(tǒng)的成本及利用上Google Map豐富的資源優(yōu)勢。
Ø 微控制器（MCU）
本系統(tǒng)采用W77E58作為控制核心，我們所需要的MCU不僅僅是負責采集的功能，還要將收集到的數據傳輸出去，所以需要的是雙向串口，分別控制GPS和GSM，因此選用W77E58雙串口單片機，控制簡單，性價比高。
Ø GSM模塊
GSM模塊采用西門子的TC35i，其性價比很高，體積小。論文參考，單片機。TC35i與GSM 2/2+兼容、雙頻(GSM900/GSMl800)、RS232數據口、符合ETSI標準GSM0707和GSM0705，且易于升級為GPRS模塊。該模塊集射頻電路和基帶于一體，向用戶提供標準的AT命令接口，為數據、語音、短消息和傳真提供快速、可靠、安全的傳輸，方便用戶的應用開發(fā)及設計。
Ø GPS模塊
GPS模塊選用LEA5H。GPS模塊用來定位，讀取發(fā)生事故時的經度、緯度以及時間。 選用LEA5H是因為它具有50個通道的引擎 ，一百多萬個相關器，在捕獲性能上堪稱無與倫比。同時它的抗干擾能力強功耗消耗極低。
Ø 事故現場遠程接收和顯示之間的通訊，可以通過JAVA，VC，VB，我們采用的是用VB編寫串口的通信及數據分析部分，用JAVASCRIP調用Google Map API使用戶信息和位置在地圖上顯示出來。
1.3硬件框圖
本系統(tǒng)的硬件框圖如圖2所示：
圖2 系統(tǒng)的硬件框圖
1.4軟件流程
本系統(tǒng)分為事故現場信息收集系統(tǒng)和事故現場遠程接收和顯示系統(tǒng)兩個部分，用戶使用事故現場信息收集系統(tǒng)，緊急處理中心使用事故現場遠程接收和顯示系統(tǒng)，事故現場信息收集系統(tǒng)部分的軟件流程圖如圖3所示，事故現場遠程接收和顯示系統(tǒng)部分的軟件流程圖如圖4所示。
圖3 事故現場信息收集系統(tǒng)部分的軟件流程圖
圖4 事故現場遠程接收和顯示系統(tǒng)部分的軟件流程圖
2系統(tǒng)測試
2.1測試數據
測試項 測試地點 測試結果 模擬事故發(fā)生時系統(tǒng)的穩(wěn)定性測試 深圳市南山區(qū)深圳職業(yè)技術學院 Ok
深圳市福田區(qū)深圳市民中心 Ok
深圳市羅湖區(qū)梧桐山 Ok
廣深高速 Ok 模擬事故發(fā)生時系統(tǒng)的準確性測試 深圳市南山區(qū)深圳職業(yè)技術學院 Ok
深圳市福田區(qū)深圳市民中心 Ok
深圳市羅湖區(qū)梧桐山 Ok
論文關鍵詞：圖根控制測量,已知點檢核比較法,重測比較法
一、概述
全球定位系統(tǒng)GPS(GlobalPositioningSystem)是美國陸?？杖娐?lián)合研制的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，具有全球性、全天侯、連續(xù)性、實時性導航定位和定時功能，能為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間。GPS應用到測量行業(yè)，設計了靜態(tài)、快速靜態(tài)以及RTK等作業(yè)模式。
其中RTK模式的工作原理，就是在已知高等級點上安置接收機為參考站，對衛(wèi)星進行連續(xù)觀測，并將其觀測數據和測站信息，通過無線電傳輸設備，實時地發(fā)送給流動站，流動站GPS根據相對定位的原理，實時解算出流動站的三維坐標。
傳統(tǒng)的導線測量，不僅要求相鄰點之間通視，而且精度分布不均勻，在較大的區(qū)域布設時，精度往往都不高。而采用常規(guī)的GPS靜態(tài)測量、快速靜態(tài)方法雖然精度高，但效率低，而且不能實時提供定位坐標和精度。利用RTK技術，則不受天氣、地形、通視等條件的限制，操作簡便，并節(jié)省了人力，不僅能夠達到導線測量的精度要求，而且誤差分布均勻，沒有誤差累積問題，提高了作業(yè)效率。對圖根點的檢測是精度檢核的重要技術手段，在RTK圖根控制測量需進行檢核。
二、RTK圖根控制的檢測
1.項目概況
興業(yè)縣葵陽鎮(zhèn)整村推進土地整治項目是廣西區(qū)重點項目，地勢平緩開闊，南北都是丘陵，中間是水田和三個村莊，交通便利。位于東經109°45′～49′，北緯22°41′～44′之間。測區(qū)總面積6.8平方公里，成圖比例尺為1：1000，已做好12個E級GPS控制點的測量工作，準備檢測E級GPS點后開始對已埋設圖根點的標石、鋼釘或木樁作控制測量。
2.測量技術要求
RTK測量衛(wèi)星狀態(tài)的高度截止角在15°以上的衛(wèi)星個數≥5個，PDOP值≤6。
RTK平面控制點測量主要技術要求如下表：
等級
相鄰間點平均邊長/m
點位中誤差/cm
邊長相對中誤差
與基準站的距離/km
觀測次數
起算點等級
一級
500
≤±5
≤1/20000
≤5
≥4
四等以上
二級
300
≤±5
≤1/10000
≤5
≥3
一級以上
三級
200
≤±5
≤1/6000
≤5
【關鍵詞】危險品車輛; 車載終端; GPS; GPRS; GIS
中圖分類號：P228文獻標識碼： A
一、前言
近年來，運輸危險品的車輛隨著經濟的快速發(fā)展與日俱增，運輸過程中由于環(huán)境、車輛、?；返牟话踩珷顟B(tài)和人的不安全行為所造成的特重大事故頻繁發(fā)生，嚴重危害和威脅到人的安全和環(huán)境的污染。因此，建立規(guī)范的危險品運輸車輛監(jiān)控系統(tǒng)，是預防這種事故的有效途徑。
二、系統(tǒng)整體構架
2.1 設計思想
通過對危險化學品溫度、壓力、空間姿態(tài)等狀態(tài)和運輸車輛的位置、速度、發(fā)動機、制動等情況的實時監(jiān)測，實現危險品車輛在運輸過程中的全程跟蹤和監(jiān)測 [1]。通過加載無線通信自動報警功能，可及時向總監(jiān)控中心報警，并向多個指定人員手機報警。當總監(jiān)控中心收到信號，啟動應急預案并反饋給車載終端，建立聯(lián)系。
2.2 系統(tǒng)框架
系統(tǒng)主要由車載監(jiān)控終端、GPS、GPRS 通信系統(tǒng)、監(jiān)控總中心系統(tǒng)、分中心系統(tǒng)組成。系統(tǒng)結構如圖1所示，車載終端如圖2所示。
圖1 系統(tǒng)總體結構圖
圖2 車載終端總體結構圖
三 系統(tǒng)主要功能
3.1 車輛監(jiān)控與調度功能
1) 車輛和危險品等信息定時發(fā)送或調度查詢功能：車載終端通過GPRS的方式將實時信息傳送到監(jiān)控中心；監(jiān)控中心也可以直接發(fā)送調度查詢命令進行調度查詢。
2) 基本 GIS 功能：監(jiān)控中心的電子地圖可以實現各類信息層的顯示、放大、縮小、平移、漫游、查詢及鷹眼等功能[2]。
3) 車載終端接收調度指令，并有實用的數字及漢字顯示功能。
4) 車載終端與監(jiān)控中心的通話功能[3]。
5) 車載終端受監(jiān)控中心控制的遠程熄火功能。
3.2 數據信息管理功能
1) 車輛實時數據處理：監(jiān)控中心將實時查詢的車輛位置、車輛和危險品的狀態(tài)信息等存入數據庫，以保證電子地圖上可以實時更新該車的信息。
2) 車輛歷史軌跡追溯：監(jiān)控中心通過存儲的數據追溯車輛歷史信息，可以選定某車某時間段的位置記錄進行軌跡回放。
3) 車輛報警數據記錄：監(jiān)控中心將已解決的異常狀態(tài)車輛的報警信息進行存儲和管理。
4) 用戶和車輛信息管理：用戶包括監(jiān)控中心人員、司機、客戶(貨主)、公司管理人員等，車輛是指運輸公司擁有的所有車輛，其中車輛信息包括車牌號、顏色等靜態(tài)信息，也包括所載危險品及司機信息。
5) 系統(tǒng)運行日志記錄：對系統(tǒng)運行的操作進行存儲和管理。
6）數據緩存：當車輛遇到通信忙趨勢可以先將數據暫時保存起來，等恢復通信以后在發(fā)送至監(jiān)控中心。
3.3 報警及處理功能
報警的信息包括: 車輛運行狀態(tài)發(fā)生異常報警、危險品狀態(tài)異常報警、區(qū)域監(jiān)控( 地理柵欄) 報警、碰撞報警、車載終端斷電報警、應急報警、車載終端防拆報警、停車后非法移動報警、盜車報警等。監(jiān)控中心收到報警信號，及時作出相應處理。
四、系統(tǒng)涉及的技術
4.1 編程技術
本系統(tǒng)需要利用各種不同的編程技術來實現終端。對數據的處理方法也要通過編程來實
現。
4.2 數據庫技術
監(jiān)控中心數據庫包括靜態(tài)表和動態(tài)表。靜態(tài)表是系統(tǒng)長期保存的，內容一般不發(fā)生變化的表，動態(tài)表是在車輛運輸危險品時動態(tài)建立的，內容隨時發(fā)生變化的表。各個表之間以“編號”進行區(qū)別，并建立相應關系。
4.2.1 靜態(tài)表
靜態(tài)表主要包括車輛基本信息表、駕駛員基本信息表、監(jiān)控中心操作員表、報警基本表、車輛狀態(tài)類報警定義表、危險品狀態(tài)類報警定義表、命令表。
報警基本表：該表存放所有的對報警信息和處理方法的定義，對報警信息分門別類。
車輛狀態(tài)類報警定義表：該表定義了車輛的那些狀態(tài)被監(jiān)控，以及這些狀態(tài)發(fā)生了什變化，系統(tǒng)會報警。
危險品狀態(tài)類報警定義表：該表定義了危險品的那些狀態(tài)被監(jiān)控，以及這些狀態(tài)發(fā)生了什么變化，系統(tǒng)會報警。
命令表：該表指出了系統(tǒng)中都有哪些命令，例如控制命令、調度命令等。
4.2.2 動態(tài)表
動態(tài)表主要包括運行車輛信息表、運行車輛狀態(tài)表、報警表、發(fā)送命令表、接收命令表。
運行車輛狀態(tài)表：該表存放執(zhí)行任務的車輛本身以及它所運輸的危險品的狀態(tài)信息。
報警表：該表存放車輛傳到監(jiān)控中心的報警信息。
發(fā)送命令表：該表存放監(jiān)控中心發(fā)給車輛的命令。
接收命令表：該表存放監(jiān)控中心接收到的車輛的調度回復命令[4]。
4.3 嵌入式技術
在車載終端要采用嵌入式技術來控制接受到的各種信息，處理之后再發(fā)送出去。
4.4 通信技術
這里采用 GPRS 無線通信網絡來實現數據的傳輸。首先需要設計通信協(xié)議來保證通信的系統(tǒng)的通用、高效和安全。
五、 總結
目前，運輸危險品車輛不斷增加，對危險品監(jiān)測系統(tǒng)的要求也越來越高，需要對相關技術進一步提高及完善，使監(jiān)測技術日漸成熟，更加的智能化，以自己獨有的特點為危險品運輸工作保駕護航。
參考文獻：
[1] 孫代平.一種危險化學品罐箱/ 槽車的實時監(jiān)測系統(tǒng)[D] .大連:大連理工大學碩士學位論文, 2006.
[2] 高智.基于 GSM 網絡 GPS 車輛定位跟蹤系統(tǒng)的設計[D].大連海事大學碩士學位論文, 2004.
[3] 懂強. GPS/GSM 車輛監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)[D].大連:大連理工大學碩士學位論文,2002.
關鍵詞: GPS; 正常高; 大地高
Abstract: the emergence of GPS technique, measurement subject there are major changes, in this paper, the basic principle and GPS leveling basic methods are discussed in detail, according to the actual measurement select different GPS elevation conversion method, using the GPS positioning of the original elevation, through the fitting, the earth will be converted into high normal high, will transform the GPS elevation and level after elevation comparison, thus explain that can satisfy certain precision GPS elevation surveying and mapping engineering needs.
Keywords: GPS; Normal high; The earth high
中圖分類號：P228.4文獻標識碼：A 文章編號：
前言
GPS定位技術問世以來，就以精度高，速度快，操作簡單等引起測繪界的普遍關注。利用GPS測定的基線向量三維坐標差是以全球地心直角坐標系定義的，其精度可達到（0.1—1ppm），甚至更高。高程相對精度是平面精度的1/3—1/2,這是常規(guī)測量技術難以比擬的,長期以來，工程應用領域只是利用了GPS測量中的平面位置信息，未能充分發(fā)揮GPS測量可提供三維坐標的優(yōu)越性。因此，GPS測量正常高的研究不僅具有一定的理論意義，而且具有非常重要的地現實意義，有著廣闊的應用前景 。
GPS高程分類：根據數學模型的不同，目前GPS高程主要分為GPS水準高程(簡稱GPS水準)、GPS重力高程和GPS三角高程等幾種。
二、高程系統(tǒng)
高程是表示地球上一點空間位置的量值之一，它和平面坐標一起，統(tǒng)一地表達了點的位置。一個點在空間的位置，需要三個量來表示。在一般測量工作中，將地面點的空間位置用大地經度、緯度(或高斯平面直角坐標)和高程表示，它們分別從屬于大地坐標系(或高斯平面直角坐標系)和指定的高程系統(tǒng)，即用一個二維坐標系(橢球面或平面)和一個一維坐標系的組合來表示。
任何一個高程系統(tǒng)都是由高程基準面和水準原點定義的,不同的高程基準面定了不同的高程系統(tǒng)。通過GPS測量，可以得到相對于WGS一84橢球面的高精度大地高差H。如果已知GPS網中某點的大地高，則其它各點的大地高也可以精確地計算出來。GPS所測量的高程是沿法線方向到WGS一84橢球面的高度，而工程測量中要求的正常高h是沿鉛垂線方向到似大地水準面的高度。
高程擬合基本思路和方法：
在一個GPS網中，經過對此網進行GPS平差后，可以得到網中各點的大地高H，利用既有GPS大地高H又有正常高h的多個已知點(簡稱公共點)，按式(3)求出這些公共點的,然后由公共點的平面坐標和，采用數學擬合的方法，擬合出測區(qū)內的似大地水準面,再由其它GPS點(待求點)的平面坐標(X,Y)擬合(內插)出該點的高程異常值,則按(3)式可求得GPS網中各點的正常高，已知大地高H和水準測量得到的正常高h，選用合適的數學模型可以擬合較高精度的似大地水準面。
結論：
本文主要介紹了高程系統(tǒng)的分類以及高程擬合的基本思路和方法，通過對高程擬合的方法的理論研究得出：1、GPS水準測量具有速度快，精度高，全天候等特點。2、固定點的精度對GPS高程擬合的影響較大。3、某一區(qū)域的GPS高程擬合與模型的選擇有很大的關系。4、對于多項式模型并非階數越高精度就越高5、GPS高程擬合測區(qū)比較大的情況下，采用分區(qū)擬合較合理。
參考文獻：
(1)潘柏龍,潘自立,GPS高程擬合模型的確定,西部探礦工程報,2004年
【關鍵詞】微帶天線；圓極化；GPS
1、GPS微帶天線的介紹
微帶天線是在帶有導體接地板的介質基片上貼加導體薄片而形成的天線。它利用微帶線、同軸線等饋線饋電，在導體貼片與接地板之間激勵起射頻電磁場，并通過貼片四周與接地板間的縫隙向外輻射，因此微帶天線可看作是一種縫隙天線。和常用的微波天線相比，它有如下一些優(yōu)點：體積小、重量輕、成本低，饋電網絡可與天線結構一起制成，適用于用印刷電路技術大批量生產，能與有源器件和電路集成為單一的模件，容易獲得圓極化，容易實現雙頻、多頻段工作等。
GPS衛(wèi)星星座由24顆衛(wèi)星組成，其中工作星21顆，備用星3顆，衛(wèi)星分布在6個軌道面上，每個軌道上均勻分布4顆，衛(wèi)星運行周期為11時58分。衛(wèi)星在地平面以上的數目隨時間和地點的變化而異，最少為4顆，最多為11顆。衛(wèi)星向用戶發(fā)送導航電文，GPS接收機同時接收至少4顆衛(wèi)星信號，利用接收機到衛(wèi)星的距離計算出測點的三維位置。
GPS微帶天線的設計指標
1）工作頻率： 1.575GHz±2.5MHz；
2）天線尺寸： ≤80×80×2mm3；
3）極化方式： 右旋圓極化；
4）軸比： AR≤3dB；
5）電壓駐波比： VSWR≤2.0；
6）方向圖： 水平面≥100°，垂直面≥100°；
7）天線接口： SMA-50-KFD；
2、GPS微帶天線方案選擇
根據天線原理知識并接個項目指標要求，設計方案如下：
2.1天線形式的確定
由于天線的尺寸厚度較小，為此，我們采用厚度2mm，相對介電常數為2.65的聚乙烯作為介質材料的微帶天線進行實現；并且GPS信號是由衛(wèi)星從空間發(fā)送下來的，為了消除電離層對信號的法拉第旋轉效應，信號采用的是右旋圓極化，因此，接收天線也應采用右旋圓極化方式。
2.2天線尺寸及樣式
建立起天線仿真模型。上層為天線貼片，尺寸如圖1；中間層為厚度為2mm，相對介電常數為2.65的聚乙烯介質層；底層為金屬底板。其中，介質層底面和金屬地板尺寸均為70mm×70mm。另，饋電位置為坐標（0，9，0），饋電孔半徑0.5mm，底面半徑1.5mm。
采用Ansoft HFSS軟件對所設計的微帶天線主要電性能參數進行仿真分析，天線頻率1.57GHz時，電壓駐波比為1.45；在頻率1.58GHz時，電壓駐波比為1.51.在指標要求的頻率范圍內，電壓駐波比均小于2.0，滿足指標要求。具體仿真結果如圖2：
天線在頻率1.575Ghz工作時，Theta=0°增益值為6.733dB；Theta=-52°增益值為3.029dB；Theta=51°增益值為3.104dB；XOZ面放線圖基本可以覆蓋-51～53°。天線在頻率1.575Ghz工作時，Theta=0°增益值為6.733dB；Theta=-51°增益值為3.011dB；Theta=53°增益值為3.023dB；XOZ面放線圖基本可以覆蓋-51～53°。XOZ、YOZ面軸比值隨Theta變化仿真結果如圖3：
2.3天線極化的判斷
由軸比可以判斷圓極化，關于是左旋圓極化還是右旋圓極化把GainLHCP和GainRHCP畫在同一張圖上即可看出。
通過這張圖，我們可以清晰的看出，該天線為右旋圓極化微帶天線。
3、結語
本次設計大體上延續(xù)了普通的圓極化微帶天線的設計方法，但是在細節(jié)上如天線的尺寸、饋點的選擇以及增益的方面做出了改動使其更加適合于GPS衛(wèi)星使用。特別是相位中心的穩(wěn)定性和優(yōu)良的廣角圓極化特性都較之于其他類型的天線更優(yōu)，為GPS應用提供了一種性能優(yōu)良的天線。
參考文獻
[1]王寶志.微波技術與工程天線.北京：人民郵電出版社，1991.10