数字式嵌入系统

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1、第一章绪论1.1GPS概述“GPS的应用，仅受人们想象力的制约。”这是流传于GPS业界内的一句话,它道出了人们对GPS巨大商机的无限向往、对GPS产业前景的无限憧憬。1.1.1GPS的由来和发展历程全球定位系统(NAVSTARGPS,NAVigationSatelliteTimingAndRangingGlobalPositioningSystem,以下简称GPS)原是美国国防部为了军事定时、定位与导航的R的所发展，希望以卫星导航为基础的技术可构成主要的无线电导航系统，未来并能满足下一个世纪的应用。第一颗GPS卫星在1978年发射，首十颗卫

2、星称为BLOCK1试验型卫星，从1989年到1993年所发射的卫星称为BLOCKII/IIA量产型卫星，第二十四颗BLOCKII/IIA卫星在1994年发射后，GPS已达到初步操作能力(InitialOperationalCapability,IOC),24颗GPS卫星提供全世界24小时全天候的定位与导航信息。美国空军太空司令部于1995年4月27号宣布GPS己达到完整操作能力(FullOperationalCapability),将BLOCKI卫星加以汰换而24颗卫星全部为BLOCKII/IIA卫星,Z后又发射四颗BLOCKIIA及一颗B

3、LOCK11R卫星，成功地满足军事实务的操作。由于此技术的迅速发展，使得民间应用的需求与口剧增，对于传统导航方式更有革命性的影响。1.1.2GPS定位系统简介全球卫星定位系统实际上是由24颗卫星所组成，其中有3颗为备用卫星，这些卫星分布于距地表20,200公里的上空，而且分属于6个轨道面；卫星轨道面倾斜角为55度，提供全球全天候，每秒一次，持续不断的定位讯号。这些卫星每11小时58分环绕地球一次，即每天绕过您的头顶二次，就像是刀球一样不停地绕着地球旋转，其速度约每秒1.8哩。这些卫星需要地面管制站随时加以监控是否GPS卫星在其正确的轨道上及

4、正常运作，另外监控中心可上传资料给卫星，卫星再将这些信息下传给GPS使用者使用。地面共有五个监控中心，四个上传资料站及一个控制中心，这些控制站以纬度来划分其所控制的卫星。在概念上，GPS是代表着整个系统，包括天空上的卫星、地面控制站及GPS接收机。不过一般而言，GPS即意指一个GPS接收机，这是因为我们在使用上多半只会接触GPS接收机的缘故。一般所使用之GPS接收机在任何时刻接收到4颗或更多的卫星。GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、

5、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科,从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，应用领域正在不断地开拓，目前已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。1.1.3GPS系统的特点1、全球，全天候工作：能为用户提供连续，实时的三维位置，三维速度和精密时间。不受天气的影响。2、定位精度高：单机定位精度优于10米，采用差分定位，精度可达厘米级和毫米级。3、功能多，应用广：随着人们对GPS认识的加深，GPS不仅在测量，导航，测速，测时等方面得到更广泛的应用，而且其应用领域不

6、断扩大。1.2GPS技术的应用状况GPS是现代高新技术实现军民两用的一个成功范例。GPS已逐步演变为一种世界性的高新技术产业。GPS的应用范围被不断的拓展，其性能也在不断的提升，GPS技术与其他一些传统或新兴技术也在不断的融合。1.2.1GPS技术的总体应用状况以及对GPS技术发展的展望20世纪90年代是GPS大显身手、垄断全球和形成新型国际产业的10年。21世纪头10年在以GPS为代表的卫星导航产业中仍将由美国占据主导地位。但欧洲、口本、屮国和俄罗斯会在这一巨大市场中扮演重要角色。未來10年全球卫星导航产业发展的总趋势预测如下：1、卫星导

7、航手段在多数国家和地区可能成为代替传统导航、定位和定时的唯一手段。在海陆空HI四大领域屮，凡是需要动态或静态定位、定姿、定时和导航信息的地方都会采用卫星导航信息。2、天基卫星信息导航系统及其增强系统将成为全球信息社会的重要基础设施,美国GPS垄断全球的局面有可能被打破，未来10年可能成为GNSS的10年。3、各国卫星导航系统在民用领域的相互兼容将成为国际大趋势。陆上车辆导航将成为驱动卫星导航产业迅猛发展的强劲动力。4、民用的效益远比军用的大，应用面宽广得多，真正做到制造产业化和消费大众化，达到物尽其用；5、卫星导航技术与通信（特别重要）、遥

8、感和人众消费产品的相互融合将会创造出许多新产品和新服务，开拓出一个商机无限的市场。据2001年最新统计表明，国际上有67家GPS接收机制造厂家，生产的GPS接收机类型总数为518