バルク GPS 回路基板アセンブリ

GPS は全地球測位システムを指します。

     地球の表面の大部分 (98%) で正確な測位、速度測定、高精度の標準時を提供でき、地上または地球に近い空間のどこにいても、3 次元位置を継続的かつ正確に決定する軍事ユーザーを満足させることができます。 、三次元 スポーツと時間の要件については、民間の GPS も約 10 メートルの測位精度を達成できます。

概要

意味

     全地球測位システム (GPS) は、1970 年代に米陸軍、海軍、空軍が共同で開発した新世代の宇宙衛星ナビゲーションおよび測位システムです。 その主な目的は、陸、海、空の 3 つの主要分野にリアルタイム、全天候型、全球航法サービスを提供し、それらを情報収集、核爆発の監視、緊急通信などの軍事目的に使用することです。 これは、米国の世界支配戦略の重要な部分です。 地球全体をカバーする24機の衛星からなる衛星システムです。 このシステムは、衛星が観測点の緯度、経度、高度を確実に収集できるように、地球上のどの地点でも同時に 4 つの衛星を観測できることを保証し、次のような機能を実現します。 ナビゲーション、ポジショニング、タイミング。 

序章

     GPS は、車両の測位、盗難防止、盗難防止、走行ルートの監視、呼び出しコマンドなどの機能を提供できます。 上記の機能を実現するには、GPS端末、伝送ネットワーク、監視プラットフォームの3つの要素が必要です。

動作原理

位置決め原理

    GPS ナビゲーション システムの基本原理は、既知の衛星とユーザーの受信機との間の距離を測定し、複数の衛星のデータを統合して受信機の特定の位置を知ることです。 この目的を達成するために、衛星の位置は、搭載された時計によって記録された時間に従って、衛星天体暦で見つけることができます。 ユーザーから衛星までの距離は、衛星信号がユーザーに伝播するのにかかる時間を記録し、それに光速を掛けることによって得られます (大気の電離層の干渉により、この距離は実際の距離ではありません)。 疑似距離 (PR): GPS 衛星が正常に動作している場合、1 と 0 のバイナリで構成される疑似ランダム コード (疑似コードと呼ばれる) を含むナビゲーション メッセージを継続的に送信します。 シンボル. GPS システムで使用される擬似コードには、それぞれ民間用の C/A コードと軍事用の P(Y) コードの 2 種類があります. C/A コードの周波数は 1.023MHz です。 繰り返し周期は1ミリ秒、コード間隔は1マイクロ秒で300m相当、Pコードの周波数は10.23MHz、繰り返し周期は266.4日、コード間隔は0.1マイクロ秒で30m相当です。 Y コードは、P c に基づいて形成されます。 機密性が高いode。 ナビゲーション メッセージには、衛星天体暦、稼働状況、時計補正、電離圏遅延補正、大気屈折補正が含まれます。 およびその他の情報。 衛星信号から復調され、50b/s 変調のキャリア周波数で送信されます。 ナビゲーション メッセージの各メイン フレームには 5 つのサブフレームが含まれ、各フレームの長さは 6 秒です。 最初の 3 つのフレームにはそれぞれ 10 個のコードがあります。 30 秒ごとに繰り返され、1 時間ごとに更新されます。 最後の 2 つのフレームは合計 15000b です。 航法メッセージの内容は、主にテレメトリコード、変換コード、データブロック1、2、3で構成され、その中で最も重要なのがエフェメリスデータです。 ユーザーがナビゲーション メッセージを受信すると、衛星時刻を抽出し、それを自分の時計と比較して、衛星とユーザーの間の距離を知り、ナビゲーション メッセージ内の衛星エフェメリス データを使用して、衛星の位置を計算します。 メッセージが起動され、WGS-84 測地座標系でのユーザーの位置、速度などの情報を知ることができます。

GPS ナビゲーション システムの衛星部分の役割は、ナビゲーション メッセージを継続的に送信することです。 しかし、ユーザーの受信機の時計と衛星の搭載時計は常に同期しているとは限らないため、ユーザーの三次元座標x、y、zに加えて、衛星と衛星の時差であるΔtを計算します。 受信者は、未知数として導入する必要があります。 次に、4 つの方程式を使用して、これら 4 つの未知数を解きます。 したがって、受信機がどこにあるかを知りたい場合は、少なくとも 4 つの衛星から信号を受信できる必要があります。

      GPS 受信機は、タイミングに使用できるナノ秒レベルの正確な時刻情報を受信できます。 今後数か月で衛星のおおよその位置を予測するために使用される予測エフェメリス。 測位に必要な衛星座標を計算するために使用されるブロードキャストエフェメリス、精度は数メートルから数十メートルです（衛星ごとに異なり、随時変化します）。 衛星ステータスなどの GPS システム情報

     衛星から受信機までの距離は、GPS受信機によるコードの測定によって取得できます。 受信機の衛星時計の誤差と大気伝搬の誤差が含まれるため、疑似距離と呼ばれます。 CAコードで測定される擬似距離はCAコード擬似距離と呼ばれ、精度は約20メートルです。 Pコードで測った疑似距離をPコード疑似距離といい、精度は2メートル程度です。

      GPS 受信機は、受信した衛星信号をデコードするか、他の技術を使用して搬送波で変調された情報を除去します。その後、搬送波を復元できます。 厳密には、キャリア位相はキャリアビート位相と呼ばれるべきであり、ドップラー周波数シフトの影響を受けた受信衛星信号のキャリア位相と、受信機の局部発振によって生成された信号の位相との差です。 一般的には受信機の時計で決まるエポックタイムで測定し、衛星信号を追うことで位相変化値を記録することができますが、観測開始時の受信機と衛星発振器の位相の初期値は 最初のエポックの位相整数も不明です。つまり、整数のあいまいさであり、データ処理のパラメーターとしてのみ解決できます。 位相観測値の精度はミリ単位と高いですが、円全体の曖昧さを解消することが前提です。 したがって、位相観測値は、相対測位と連続観測値がある場合にのみ使用でき、メーターレベルよりも優れた測位精度を達成することしかできません。 位相観測を使用できます。

GPS測位は、測位方式によって一点測位と相対測位（差分測位）に分けられます。 一点測位は、受信機の観測データに基づいて受信機の位置を決定する方法です。 擬似距離観測のみを使用でき、大まかなナビゲーションと車両や船の位置決めに使用できます。 相対測位（差動測位）とは、複数の受信機の観測データから観測点間の相対位置を求める方法です。 疑似距離観測と位相観測のどちらでも使用できます。 測地測量または工学測量は、相対位置に位相観測を使用する必要があります。

      GPS 観測には、衛星や受信機の時計誤差、大気伝搬遅延、マルチパス効果などの誤差が含まれます。 測位計算は、衛星放送のエフェメリス誤差の影響も受けます。相対測位を実行すると、一般的な誤差のほとんどが排除されます。 ずれたり弱くなったりするので、位置決め精度が大幅に向上します。 2 周波数受信機は、2 つの周波数の観測に基づいて、大気中の電離圏誤差の主要部分を相殺することができます。 精度が高く、受信機間の距離が長い場合 (大気には明らかな違いがあります)、デュアル周波数受信機を選択する必要があります。

      GPS 測位の基本原理は、高速移動する衛星の瞬間的な位置を既知の開始データとして、空間距離切除法を使用して測定点の位置を決定することです。 図に示すように、時刻 t における地上の測定点に GPS 受信機が設置されているとすると、GPS 信号が受信機に到達する時間 Δt が測定でき、次の 4 つの要素が決定されます。 受信機方程式によって受信された衛星エフェメリスとその他のデータを追加します。

位置決め精度

      すでに28機（予備機4機を含む）の人工衛星が宇宙に打ち上げられており、地上約2万kmの60度間隔で交差する6つの軌道面に配置されています。 スタンドアロン ナビゲーションの精度は約 10 メートルであり、統合測位の精度はセンチメートルおよびミリメートル レベルに達する可能性があります。 しかし、民間分野でのオープニングの精度は約10メートルです。

成分

スペース部

GPS の宇宙部分は、地表から 20200km 上空に位置する 24 機の衛星（現用衛星 21 機、予備衛星 3 機）で構成され、運用周期は 12 時間です。 衛星は 6 つの軌道面 (各軌道面に 4 つ) に均等に配置され、軌道傾斜角は 55° です。 衛星の分散により、いつでも世界中のどこでも4つ以上の衛星を観測することができ、衛星に航法情報を事前に保存することができます。 大気摩擦などの問題により、GPS衛星の航行精度は時間の経過とともに徐々に低下します。 .

地上管制システム

      地上管制システムは、モニター ステーション、マスター モニター ステーション、地上アンテナから構成されます。 マスター コントロール ステーションは、米国コロラド州スプリングフィールドにあります。 地上管制局は、衛星から送り返された情報を収集し、衛星の天体暦、相対距離、大気補正、およびその他のデータを計算します。

ユーザー機器部分

      ユーザー機器部分は GPS 信号受信機です。 その主な機能は、特定の衛星カットオフ角度に従って選択された測定対象の衛星を捕捉し、これらの衛星の動作を追跡できるようにすることです。 受信機が追跡された衛星信号を捕捉すると、受信アンテナから衛星までの疑似距離と距離変化率を測定し、衛星軌道パラメータおよびその他のデータを復調できます。 これらのデータに基づいて、受信機のマイクロ処理コンピューターは、測位解法に従って測位計算を実行し、ユーザーの地理的位置の緯度と経度、高度、速度、時間、およびその他の情報を計算できます。 受信機ハードウェアと組み込みソフトウェア、および GPS データの後処理ソフトウェア パッケージで、完全な GPS ユーザー機器が構成されます。 GPS受信機の構造は、アンテナ部と受信部の2つの部分に分かれています。 受信機は通常、機内と機外の2種類のDC電源を採用しています。 内部電源を設定する目的は、外部電源の交換時に中断することなく継続的に監視することです。 外部電源を使用すると、内蔵バッテリーが自動的に充電されます。 内蔵バッテリは、シャットダウン後に RAM メモリに電力を供給し、データの損失を防ぎます。 各種受信機の小型化・軽量化が進んでおり、フィールド観測に便利です。 2 つ目は、ユーザー レシーバーです。 現在、単一周波数受信機と二重周波数受信機の 2 種類があります。 ただし、価格要因により、ほとんどのユーザーは単一周波数受信機を購入します。

市場開発

     中国の GPS ナビゲーションの市場潜在力は巨大です。 2005 年末までに、中国のナビゲーション装置を搭載した車両は 10 万台に満たず、全車両 3,000 万台に対して普及率は 1% 未満でした。 日本ではカーナビの装着率が59%と高く、欧米では約25%を占めています。 2006 年には、ポータブル ナビゲーション市場は 5 億元近くの規模になるはずです。 市場の急速な発展と新しいブランドの出現により、中国のカー GPS ナビゲーション システム端末の売上高は、2009 年には 100 億元近くになると推定されています。

      2008 年は、中国では「3G 元年」として知られています。 ご存じのように、国内通信の分野で最も注目されているのはTD-SCDMA――試験運用中の3G規格です。 新世代の通信技術として、3G は人々に多くの期待をもたらします。 3G ライセンスの完全な発行も、共通の注目の的となっています。 実は、国内のGPSナビゲーション分野も変革期を迎えています。 時代の要請に応じて第 3 世代の PND ナビゲーション製品が登場し、ナビゲーションの新しい時代に人々を導きました。

      衛星航法アプリケーション産業は、国家経済においてますます重要な役割を果たしており、第 11 次 5 カ年計画のハイライトになるでしょう。 「第11次5カ年計画」期間中、衛星航法は、航空、海、鉄道、建設、電気通信などの他の分野で使用されます 電気や電気などのアプリケーションで開発の余地がたくさんあります。

      衛星航法技術の開発動向は、主に 3 つの側面で表されます。1 つ目は、複数の衛星航法システムの共存です。これにより、システムの可用性が向上し、応用分野が拡大します。 第二に、主にGPSとモバイル通信を含むマルチコンポーネントナビゲーション技術が促進され、適用されています。基地局測位、ジャイロスコープ、推測航法技術などの組み合わせ適用。 3 つ目は、衛星ナビゲーションと、携帯電話、ポータブル PC、PDA、時計などに組み込まれた GPS 受信機などのワイヤレス通信などのその他の高度な技術の組み合わせです。 テクノロジー。

購入する方法

品質

     GPS ナビゲーション製品を選択する場合、ソフトウェアとハードウェアの構成は非常に重要です。 一般的に言えば、専門ブランドのメーカーのハードウェア構成はより信頼できます。 一部の偽造 GPS メーカーはハードウェア構成をでっち上げることが多く、LCD スクリーン、GPS チップ、およびプロセッサに関して製品の品質を保証することを困難にしています。 同社の GPS 製品全体の製造プロセスは、いくつかのハードウェアの単純な統合と組み立てにすぎません。 通常の GPS メーカーのハードウェア構成は、多くの場合、何層ものチェックを通過する必要があり、ISO 品質の生産基準 (主に ISO2000 品質認証、ISO14001 環境認証) およびその他の認証に合格する必要があります。 自動車用製品については、「ISO/TS TS16949 規格認証」によってのみ、メルセデス・ベンツ、フォルクスワーゲンなどの自動車メーカーに製品とサービスを提供できます。

ソフトウェア

     ソフトウェアに関しては、当然、GPS ナビゲーションの地図データの精度と更新の適時性が最も懸念されます。 地図を頻繁に更新すると、電子地図の製造コストが高くなるため、資格のない多くの GPS メーカーは、地図の更新を減らしたり、他の電子地図を盗用したりします。 消費者が機械のナビゲーションに「偽物で見掛け倒しの」地図を使用すると、簡単に「道に迷う」だけでなく、生命を脅かすことさえあります。

ブランド

       実際、ブランドの重要性は他をはるかに上回っています。 中国の衛星航法産業は発展段階のハイテク産業であるため、市場で長年働いてきた専門メーカーだけが製品技術の最先端を保証し、同時に資金と資金を持っています。 総合的で優れたサービス保証をユーザーに提供する強み。

       製品の価格とアフターサービスも、製品を購入する際に考慮すべき主な要素です。 消費者は、高品質で低コストの製品を購入したいと考えていますが、その結果は、彼らが望むものではないかもしれません. 市場に出回っているナビ製品の多くは「安い」が「良質」ではない。 したがって、消費者は、製品を購入する際に単に異常な低価格に目がくらんでいないことをここで思い出してください。 あなた自身の運転旅行や旅行の冒険に密接に関連するナビゲーション製品については、あなた自身の「旅行の安全」のためにお金を払ってはいけません。

       GPSナビゲーション製品として、製品技術の向上と地図データの更新は非常に重要です。 このようなサービスをタイムリーに消費者に提供できるのは、プロのブランドメーカーだけです。

誤解

     原油価格は3回連続で下落した後、3回連続で上昇した。 車を購入したばかりの初心者は、間違った方向に進んでしまうのではないか、燃費の良い運転習慣が無駄になるのではないかとさらに心配しています。 そのため、車を購入した後、カーナビの購入を検討する新人が増えています。 しかし、記者は、ナビゲーション製品自体の欠陥に加えて、車の所有者は、購入時の静的テストや実際のアプリケーションプロセスに関係なく、いくつかの誤解を持っていることを発見しました.

購入時にスター検索の速度について迷信に惑わされないでください

      通常、GPS ナビゲーターを購入した店舗では、販売員が製品の衛星受信信号の速さを消費者に示します。 通常、GPS は、ホット スタート、コールド スタート、ウォーム スタートの 3 つの方法に分けられます。 しかし、ナビゲーターを販売する過程で、わざと概念を変え、さまざまな州のGPSを使って検索速度を比較するセールスマンもいました。 一般的に、初めて使用する場合、バッテリーが消耗して情報が失われた場合、または受信デバイスがオフの状態で 1000 キロメートル以上移動した場合、GPS コールド スタート測位速度はホット スタート測位速度よりもはるかに遅くなります。 速度。

      実際、多くの消費者は超高速のポジショニングを高く評価していますが、ホットスタートとコールドスタートのさまざまな状態を区別する必要があるため、販売スタッフが示す超高速検索スターはそれほど高速ではない可能性があります. たとえば、市場に出回っている一部の GPS 製品には、HotFix 超高速測位テクノロジが搭載されています。 、超高速位置決め技術のない他の製品と比較して、位置決め速度は2倍以上高速です。 

より多くの言語はより実用的ではありません

      実際のアプリケーションでは、ほとんどの場合、製品の音声がナビゲートに使用されます。 そのため、「多言語選択」という付加的なセールスポイントを持つ製品が増えています。 最も一般的な北京語と英語に加えて、広東語と客家語も表示されます。 、潮州方言、東北方言、四川方言などの方言。 そのため、一部の消費者は、購入時に「語学力」が非常に強いと感じています。 しかし、一部の消費者は、それを使用した後、実際には、路上での実際の状況を最もよく表現できるのは常に北京語であると報告しました. 他の言語は、地方の方言で道路名や距離などの簡単な情報を機械的に表現するだけです。 そのため、ナビゲーション情報の表現に、人は違和感を覚えます。

超距離アトラクションのルート計画を比較

      ナビゲーション製品を選択する際、そのルート計画の速度と計算速度は、製品の品質を測定する重要な側面です。 したがって、一部の消費者は、購入時に製品の動作をテストするために地元の道路情報を入力することを好みますが、これでは十分ではありません. チベット、新疆、内モンゴル、吉林、その他の観光スポットなど、非常に遠い場所を目的地として設定して、マシンの計算速度をテストできます。 さらに、そのようなリモート宛先をさらにいくつか入力することをお勧めします。 使用中、レポーターは、チベットのポタラ宮を目的地に設定した場合、一部の製品は比較的迅速にルートを計画できることを発見しましたが、吉林と内モンゴルのいくつかの景勝地を目的地に設定して計算すると、 製品は徐々に動作が遅くなったり、クラッシュしたりする現象があります。 マシンの各計算状態の進行が 0% から 100% まで短時間で完了できれば、その動作品質が保証できることが証明されます。 ただし、一部のマシンが非常に遅く表示されたり、表示が 60% ～ 70% に達したときにクラッシュしたりする場合、この種のマシンは車で旅行するのが好きな消費者には明らかに適していません。

名所を入力して地図情報量を比較

        市場に出回っているほとんどのブランドの GPS ナビゲーターは、協力する固定の電子地図プロバイダーを選択します。 ただし、この種の国家出版資格を満たす電子地図は、概ね同じデータ情報ですが、北と南で違いがあるので注意が必要です。 一部の企業の電子地図は、南部市場を対象としています。 したがって、ユーザーは、いくつかのローカルの関心のあるポイントに関する情報量が非常に豊富になることに気付くでしょう。 郊外の不動産を例にとると、主に南部の市場に焦点を当てた電子地図です。さまざまな地区の名前も表示できます。 また、北部の市場に焦点を当てた一部の電子地図では、この不動産を見つけることさえできません。 したがって、消費者は購入時に、さまざまな製品の電子地図の情報コンテンツが自分のニーズに応じて豊富であるかどうかを比較できます。 たとえば、Chancheng DistrICt を選択した後、いくつかのチェーン ケータリング会社の名前を入力して、同じエリアでどのチェーンがより詳細であるかを確認できます。 その結果、一部のマップでは 2 ダースが表示されましたが、他のマップでは 12 しか表示されませんでした。

慣れ親しんだルートで商品の良し悪しを判断しない

       購入の際、すぐによくドライブする出発地と目的地を入力し、案内されたルートがよくドライブするルートと一致するかどうかを判断して、製品の良し悪しを判断する人が多い. 実際、これは完全に真実ではありません。 ナビをよく使うオーナーの中には、渋滞がないことを前提にすると、ナビが勧めるルートの方が近い場合が多いという声もある。 車の所有者が出発地と目的地に精通している場合、ナビゲーターの誘導ルートを疑いやすいことがわかります。 ただし、ナビゲーターが案内するルートは比較的近いとはいえ、ナビゲーターが案内する道路状況が極端に悪く、通行が困難な場合もあります。

GPS

意味

     GPS測位システムとは、GPS（Global Positioning System）と呼ばれる、衛星を利用して世界中のリアルタイムの測位とナビゲーションを行うシステムを指します。 GPS 測位システムの機能には、GPS 端末、伝送ネットワーク、監視プラットフォームの 3 つの要素が必要です。 これらの 3 つの要素は不可欠です。 これら3つの要素により、車両の盗難防止、盗難防止、走行経路の監視、呼び出しコマンドなどの機能を提供できます。

構成する

スペース部

     GPS 測位システムの宇宙部分は、24 個の GPS 作業衛星で構成されています。 これらの GPS 作業衛星は一緒に GPS 衛星コンステレーションを形成し、そのうち 21 はナビゲーションに使用できる衛星であり、3 つはアクティブなバックアップ衛星です。 これらの 24 個の衛星は、傾斜角 55° の 6 つの軌道で地球の周りに分布しています。 衛星の公転周期は約 12 恒星時です。 各 GPS 作業衛星は、ナビゲーションと測位のための信号を送信します。 GPS ユーザーが作業に使用するのはこれらの信号です。 GPS測位システムの衛星部分の機能は、ナビゲーションメッセージを継続的に送信することであることがわかります。

制御部

      GPS 測位システムの制御部分は、世界中に分散された複数の追跡ステーションで構成される監視システムで構成されています。 これらの追跡ステーションは、それぞれの機能に応じて、マスター コントロール ステーション、モニタリング ステーション、注入ステーションに分けられます。 主管制局の機能は、各監視局がGPSの観測データに基づいて衛星エフェメリスと衛星時計の補正パラメータを計算し、これらのデータを注入局を介して衛星に注入することです。 制御、衛星への命令の発行、稼働中の衛星が故障した場合、故障した稼働中の衛星を交換するために予備の衛星を派遣する。 さらに、主制御局は監視局の機能も備えています。 インジェクション ステーションの役割は、マスター コントロール ステーションによって計算された衛星エフェメリスと衛星クロック補正を衛星にインジェクトすることです。

ユーザー部

       GPS 測位システムのユーザー部分は、GPS 受信機、データ処理ソフトウェア、およびコンピューター気象計器などの対応するユーザー機器で構成されます。 その機能は、GPS 衛星からの信号を受信し、これらの信号をナビゲーションと測位に使用することです。

       上記の 3 つの部分が一緒になって、完全な GPS 測位システムを形成します。

特徴

       GPS 測位システムには、優れた性能、高精度、および幅広い用途という特徴があります。 これまでのところ、最高のナビゲーションおよび測位システムです。 全地球測位システムの継続的な改善、ハードウェアとソフトウェアの継続的な改善により、アプリケーション分野は絶えず開発されており、国民経済のさまざまな分野に広がり、人々の日常生活に徐々に浸透しています。

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