课程：

• 1、GPS的工作原理是？
• 2、车载GPS的工作原理是什么？
• 3、GPS车辆监控系统的工作原理是什么?
• 4、车上装的GPS定位是什么个原理？

GPS的工作原理是？

原理：

GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。

而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到（由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR，）：当GPS卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。

GPS系统使用的伪码一共有两种，分别是民用的C/A码和军用的P(Y)码。C/A码频率1.023MHz，重复周期一毫秒，码间距1微秒，相当于300m；

P码频率10.23MHz，重复周期266.4天，码间距0.1微秒，相当于30m。而Y码是在P码的基础上形成的，保密性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。

它是从卫星信号中解调制出来，以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字码；每三十秒重复一次，每小时更新一次。

后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块，其中最重要的则为星历数据。

当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。

可见GPS导航系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。然而，由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步，所以除了用户的三维坐标x、y、z外，还要引进一个Δt即卫星与接收机之间的时间差作为未知数，然后用4个方程将这4个未知数解出来。

所以如果想知道接收机所处的位置，至少要能接收到4个卫星的信号。GPS接收机可接收到可用于授时的准确至纳秒级的时间信息；

用于预报未来几个月内卫星所处概略位置的预报星历；用于计算定位时所需卫星坐标的广播星历，精度为几米至几十米（各个卫星不同，随时变化）；以及GPS系统信息，如卫星状况等。

GPS接收机对码的量测就可得到卫星到接收机的距离，由于含有接收机卫星钟的误差及大气传播误差，故称为伪距。对 CA码测得的伪距称为CA码伪距，精度约为20米左右，对P码测得的伪距称为P码伪距，精度约为2米左右。

GPS接收机对收到的卫星信号，进行解码或采用其它技术，将调制在载波上的信息去掉后，就可以恢复载波。严格而言，载波相位应被称为载波拍频相位，它是收到的受多普勒频 移影响的卫星信号载波相位与接收机本机振荡产生信号相位之差。

一般在接收机钟确定的历元时刻量测，保持对卫星信号的跟踪，就可记录下相位的变化值，但开始观测时的接收机和卫星振荡器的相位初值是不知道的，起始历元的相位整数也是不知道的，即整周模糊度，只能在数据处理中作为参数解算。

相位观测值的精度高至毫米，但前提是解出整周模糊度，因此只有在相对定位、并有一段连续观测值时才能使用相位观测值，而要达到优于米级的定位 精度也只能采用相位观测值。

按定位方式，GPS定位分为单点定位和相对定位（差分定位）。单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式，它只能采用伪距观测量，可用于车船等的概略导航定位。

相对定位（差分定位）是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法，它既可采用伪距观测量也可采用相位观测量，大地测量或工程测量均应采用相位观测值进行相对定位。

在GPS观测量中包含了卫星和接收机的钟差、大气传播延迟、多路径效应等误差，在定位计算时还要受到卫星广播星历误差的影响，在进行相对定位时大部分公共误差被抵消或削弱，因此定位精度将大大提高，双频接收机可以根据两个频率的观测量抵消大气中电离层误差的主要部分，在精度要求高，接收机间距离较远时（大气有明显差别），应选用双频接收机。

GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。

假设t时刻在地面待测点上安置GPS接收机，可以测定GPS信号到达接收机的时间△t，再加上接收机所接收到的卫星星历等其它数据可以确定以下四个方程式。

扩展资料：

GPS 设置

GPS 拿到手，如果是新机器要定位，已经提到了。另外，还有一些设置，常用的有坐标系、地图基准、参考方位、公制/英制、数据接口格式什么的。

坐标系：常用的是 LAT/LON 和 UTM。LAT/LON 就是经纬度表示，UTM 在这里就不管他了。

地图基准：一般用 WGS84。

参考方位：实际上有两个北，磁北和真北呀（简称 CB 和 ZBY）。指南针指的北就是磁北，北斗星指的北就是真北。两者在不同地区相差的角度不一样的，地图上的北是真北。

公制/英制：自选。

数据接口格式：这得细谈谈。GPS

可以输出实时定位数据让其他的设备使用，这就牵扯到了数据交换协议。

几乎所有的 GPS 接收机都遵循美国国家海洋电子协会(National

Marine Electronics

Association)所指定的标准规格，这一标准制订所有航海电子仪器间的通讯标准，其中包含传输资料的格式以及传输资料的通讯协议。N

MEA

协议有 0180、0182 和 0183 三种，0183 可以认为是前两种的超集，现在正广泛的使用。

经纬度的表示

再讲讲数据表示。一般从 GPS 得到的数据是经纬度。经纬度有多种表示方法。

1.）ddd.ddddd， 度.度的十进制小数部分（5 位）

2.）ddd.mm.mmm，度.分.分的十进制小数部分（3 位）

3.) ddd.mm.ss, 度.分.秒

不是所有的 GPS 都有这几种显示， GPS315 只能选择第二种和第三种。

在 LAT/LON 坐标系里，纬度是平均分配的，从南极到北极一共 180 个纬度。地球直径 12756KM，周长就是12756*PI，一个纬度是 12756×PI /360 = 111.133 KM (不精确)。

经度就不是这样，只有在纬度为零的时候，就是在赤道上，一个经度之间的距离是 111.319KM，经线随着纬度的增加，距离越来越近，最后交汇于南北极。所以经度的单位距离和确定经度所在的纬度是密切相关的，简单的公式是：

经度 1°长度=111.413cosφ，在纬度φ处。 （公式不精确）

参考资料：百度百科----GPS

车载GPS的工作原理是什么？

GPS卫星定位车载终端设备是GPS车辆监控管理系统的前端设备，安装在被监控的车辆上。GPS卫星定位车载终端还可以非常隐秘地安装在各种车辆内部，同时与车辆本身的油路、电路、门磁及车上的防盗器相连，可对车辆进行全方位的掌控。

GPS卫星定位车载终端设备由GPS接收机，GSM/GPRS收发模块，主控制模块及汽车防盗器、外接探头等各种外接设备共同组成。

GPS模块接收卫星的定位信号运算出自身的位置（经度、纬度、高度）、时间和运动状态（速度、航向），每秒1次送给单片机并存储，以便随时提供定位信息。MCU单片机控制整个车载终端设备的协调工作。GSM/GPRS模块负责无线数据的收发传输。并通过FSK对数据的调制解调，接收中心的指令数据和发射车载台的报警等信息。

语音控制部分用于控制免提话筒耳机，监听MIC，FSK调制解调信号的缓冲，放大，匹配，转换等功能。数字逻辑控制部分用于各种输入，输出的电平，脉冲信号的缓冲与驱动。电源及省电控制部分用于对汽车电平与后备电平的自动切换，稳压滤波并通过车匙及报警器的触发控制睡眠与苏醒。汽车防盗器部分负责对各探头的采集分析完成盗车报警的所有功能。双控熄火/断油路控制器受控于监控中心及汽车报警器。

GPS车辆监控系统的工作原理是什么?

《营运客车类型划分及等级评定》(JT/T325—2010)中规定:中型及以上客车均需装备GPS卫星定位系统

GPS车辆监控系统是现代科学技术的最新成果之一，它综合利用全球卫星定位无线通信地理信息系统等多科学的前沿技术，与交通运输行业的应用特点紧密结合，提供基于GPS位置服务的车辆监控管理平台它可以实现实时定位监控调度车载电话安全防护企业管理交通信息服务紧急报警数据存储分析等功能，由GPS卫星车载终端通信网络监控中心等部分构成(如图4-56所示)

图4-56

GPS车辆监控系统的工作原理为:由安装在车辆上的车载终端，打开工作时，数据上行，车载终端GPS模块接收GPS卫星发送的数据，计算出当前自身的地理坐标同时，GPS模块将位置时间报警等信息，按照短消息的编码规则传输到GSM网络，监控中心负责接收数据并作出调度安排在车辆遇险时，车载终端可以通过车载电话人工向监控中心报警，让监控中心了解情况，采取应对措施数据下行时，监控中心根据实际需要，通过GSM短消息向车载终端发出监控调度的指令，车载终端经过解码处理后将指令显示给驾驶员如车辆超速报警功能，当监控中心发现监控车辆在超速行驶时，即可通过GPS监控系统向驾驶员发送超速报警短消息

车上装的GPS定位是什么个原理？

我这个版本比较通俗易懂：

GPS定位设备，比如手持GPS定位仪、车载GPS定位仪等等，利用天线时时刻刻在接收卫星定位信号，通过内部计算（实际上是后方交会法），仪器就会实时得知所在位置的坐标，这就定出位了。车载GPS为什么能知道车在哪儿呢？那就是通过软件将这个得到的坐标在电子地图上显示出来，电子地图是提前编辑好的，带有坐标属性，而且道路、建筑物、宾馆饭店、加油站、旅游景点等等地理信息都保存得很详细，所以只是标注一下你现在位置这么简单。目前GPS定位的精度在10m左右，也就是街道的宽度，对于道路定位来讲，这个精度基本够了。

至于手机嘛，其实也是可以定位的，移动公司的技术人员可以通过手机GSM蜂窝相邻信号的强弱检测就能计算出你在哪儿，精度差不多也在十几米到几十米。我们比较熟悉的是，漫游到某个外地，手机就会收到一条来自当地移动客服中心发来的欢迎短信，你一定收到过的吧？但手机定位暂时不对手机用户开放，目前最主要是用于刑侦，我们常见媒体上说的“公安部门采用高科技手段……”“技术侦破……”一举抓获罪犯等等，就是用手机信号来定位的。所以呀，你要做了什么违法乱纪的事，就别用手机了！哈哈……