不看搜索看“GPS知道”GPS学堂之入门基础

  GPS即全球定位系统Global Positioning System。简单地说，这是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。这个系统可以保证在任意时刻，地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星，以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度，以便实现导航、定位、授时等功能。这项技术可以用来引导飞机、船舶、车辆以及个人，安全、准确地沿着选定的路线，准时到达目的地。

   全球定位系统(GPS)是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统 。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、 全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要组成。经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。
 
  GPS全球卫星定位系统由三部分组成：空间部分———GPS星座；地面控制部分———地面监控系统；用户设备部分———GPS 信号接收机。

     GPS系统的前身为美军研制的一种子午仪卫星定位系统Transit，1958年研制，64年正式投入使用。该系统用5到6颗卫星组成的星网工作，每天最多绕过地球13次，并且无法给出高度信息，在定位精度方面也不尽如人意。然而，子午仪系统使得研发部门对卫星定位取得了初步的经验，并验证了由卫星系统进行定位的可行性，为GPS系统的研制埋下了铺垫。由于卫星定位显示出在导航方面的巨大优越性及子午仪系统存在对潜艇和舰船导航方面的巨大缺陷。美国海陆空三军及民用部门都感到迫切需要一种新的卫星导航系统。

    为此，美国海军研究实验室(NRL)提出了名为Tinmation的用12到18颗卫星组成10000km高度的全球定位网计划，并于67年、69年和74年各发射了一颗试验卫星，在这些卫星上初步试验了原子钟计时系统，这是GPS系统精确定位的基础。而美国空军则提出了621-B的以每星群4到5颗卫星组成3至4个星群的计划，这些卫星中除1颗采用同步轨道外其余的都使用周期为24h的倾斜轨道 该计划以伪随机码(PRN)为基础传播卫星测距信号，其强大的功能，当信号密度低于环境噪声的１％时也能将其检测出来。伪随机码的成功运用是GPS系统得以取得成功的一个重要基础。海军的计划主要用于为舰船提供低动态的2维定位，空军的计划能供提供高动态服务，然而系统过于复杂。由于同时研制两个系统会造成巨大的费用而且这里两个计划都是为了提供全球定位而设计的，所以1973年美国国防部将2者合二为一，并由国防部牵头的卫星导航定位联合计划局（JPO)领导，还将办事机构设立在洛杉矶的空军航天处。该机构成员众多，包括美国陆军、海军、海军陆战队、交通部、国防制图局、北约和澳大利亚的代表。

GPS天线的分类
⒈从极化方式上GPS天线分为垂直计划和圆形极化。
以目前的技术，垂直极化的效果比不上圆形极化。因此除了特殊情况，一般GPS天线都会采用圆形极化。
⒉从放置方式上GPS天线分为内置天线和外置天线。
天线的装配位置也是十分重要。早期GPS手持机多采用外翻式天线，此时天线与整机内部基本隔离，EMI几乎不对其造成影响，收星效果很好。现在随着小型化潮流，GPS天线多采用内置。此时天线必须在所有金属器件上方，壳内须电镀并良好接地，远离EMI干扰源，比如CPU、SDRAM、SD卡、晶振、DC/DC。
车载GPS的应用会越来越普遍。而汽车的外壳，特别是汽车防爆膜会GPS信号产生严重的阻碍。一个带磁铁（能吸附到车顶）的外接天线对于车载GPS来说是非常有必要的。

GPS天线的构造
目前绝大部分GPS天线为右旋极化陶瓷介质，其组成部分为：陶瓷天线、低噪音信号模块、线缆、接头。
其中陶瓷天线也叫无源天线、介质天线、PCTAH，它是GPS天线的核心技术所在。一个GPS天线的信号接受能力，大部分取决与其陶瓷部分的成分配料如何。
低噪声信号模块也称为LNA，是将信号进行放大和滤波的部分。其元器件选择也很重要，否则会加大GPS信号的反射损耗，以及造成噪音过大。
线缆的选择也要以降低反射为标准，保证阻抗的匹配。

GPS天线的性能
影响GPS天线性能的主要是以下几个方面
1、陶瓷片：陶瓷粉末的好坏以及烧结工艺直接影响它的性能。现市面使用的陶瓷片主要是25×25、18×18、15×15、12×12。陶瓷片面积越大，介电常数越大，其共振频率越高，接受效果越好。陶瓷片大多是正方形设计，是为了保证在XY方向上共振基本一致，从而达到均匀收星的效果。

2、银层：陶瓷天线表面银层可以影响天线共振频率。理想的GPS陶瓷片频点准确落在1575.42MHz，但天线频点非常容易受到周边环境影响，特别是装配在整机内，必须通过调整银面涂层外形，来调节频点重新保持在1575.42MHz。因此GPS整机厂家在采购天线时一定要配合天线厂家，提供整机样品进行测试。

3、馈点：陶瓷天线通过馈点收集共振信号并发送至后端，同样由于频点漂移的问题，馈点一般不是在天线的正中央，而是在XY方向上做微小调整，仅在单轴方向上移动称为单偏天线，在两轴均做移动称为双偏。

4、放大电路：承载陶瓷天线的PCB形状及面积。由于GPS有触地反弹的特性，当背景是7cm×7cm无间断大地时，patch天线的效能可以发挥到极致。虽然受外观结构等因素制约，但尽量保持相当的面积且形状均匀。放大电路增益的选择必须配合后端LNA增益。Sirf的GSC3F要求信号输入前总增益不得超过29dB，否则信号过饱和会产生自激。

      GPS天线有四个重要参数：增益（Gain）、驻波（VSWR）、噪声系数（Noise figure）、轴比（Axial ratio）。其中特别强调轴比，它是衡量整机对不同方向的信号增益差异性的重要指标。由于卫星是随机分布在半球天空上，所以保证天线在各个方向均有相近的敏感度是非常重要的。轴比受到天线性能、外观结构、整机内部电路及EMI等影响。

GPS天线的选择
大陆能自行生产GPS陶瓷天线的厂家主要是正原电子，飞利华电子，嘉康电子等厂家。
台湾也有丽台等厂家。
大部分厂家均从国内外采购陶瓷部分，配合设计的放大电路。
超级智能终端越来越成为大势所趋，狭小的空间对配件的大小提出了很高的要求。
目前国内的技术只在15×15以上成熟，10×10以上基本成熟。更小的天线就需要进口。

     通过硬件和软件做成GPS定位终端用于车辆定位的时候，称为车载GPS,但光有定位还不行，还要把这个定位信息传到报警中心或者车载GPS持有人那里，我们称为第三方。所以GPS定位系统中还包含了GSM网络通讯（手机通讯），通过GSM网络用短信的方式把卫星定位信息发送到第三方。通过微机解读短信电文，在电子地图上显示车辆位置。这样就实现了车载GPS定位。
与此同时，在车上安装相应的探测传感器，利用车载GPS定位的GSM网络通讯功能，同样能把防盗报警信息发送到第三方，或者把这个报警电话、短信直接发送到车主手机上，完成车载GPS防盗报警。这里可以看出，车载GPS定位的GSM网络部分实际上是一个智能手机，可以和第三方互相通讯，还可以把车辆被抢，司机被劫、被绑架等信息发送到第三方。
    所以说车载GPS定位是定位、防盗、防劫的。

    类似车载GPS终端的还有定位手机、个人定位器等。GPS卫星定位由于要通过第三方定位服务，所以要交纳不等的月/年服务费。
    目前所有的GPS定位终端，都没有导航功能。因为再需要增加硬件和软件，成本提高。
    我们在电视里看到的车载GPS广告，和上述的车载GPS完全是两回事。它是一种GPS导航产品，当需要导航时，首先定位，也就是导航的起点，这与真正的GPS定位是不同的，它不能把定位信息传送到第三方和持有人那里，因为导航仪中缺少手机功能。比如你把导航仪放在车里，你朋友把车借开走了，导航仪不能发信息给你，那你就无法查找车辆位置。所以导航仪是不能定位的。
你说我买的是导航手机该行了吧，你想想，你把导航手机放在车上，现在车被盗了，那个手机会自己给你或第三方打电话发短信吗？它是需要人来操作的。所以说  目前的导航终端都没有定位功能。

     导航终端可以导航路线，让你在陌生的地方不迷路，划出路线让你到达目的地，告诉你自己当前位置，和周边的设施等等。
车载设备还有很多可以用到的地方,技术也在不断的进步

GPS发展很快，很多人都慢慢的听说或看到GPS产品。但让有更多的人感到很疑惑，什么是GPS？什么是车载GPS？这个是个很泛泛但又很基础的问题，但同时又是个很专业的问题，即便是噼里啪啦讲一大通，还是有很多人不明白是怎么回事，为什么？因为它太前卫、太专业。本人试图用最简单最简短的语言解释以下什么是车载GPS，不知诸位能否理解。
车载GPS由“车载”和“GPS”两个词组成。“车载”顾名思义，就是装在车上或在车上使用的东西或动作，车由汽车、火车、自行车、摩托车等等，这说明只要与车有关的都有可能涉及的到。GPS就是全球卫星定位系统，这个系统就是天空中地球一圈有24可卫星，这个24个卫星中有21可以正常运行，对整个地球进行定位，之所美国可以用导弹这么精确的导入咱们中国大使馆的5层楼，全靠GPS给定位。地球上裸露的任何一个地方都可以定位，目前山洞和隧道难以定位。
现在应该差不多明白车载GPS是干什么的了吧，也就是与车有关的又与卫星定位的东西。其实这个词可以是名词也可以是动词，通常大家理解为名词，泛指与车有关的卫星定位产品。目前与自行车有关的定位产品还不多见，最为常见的就是小汽车和大型货运车辆上用的GPS产品了。所以你目前大家所有的车载GPS就是汽车上用的卫星定位的产品。
车载GPS有两个主要用途就是定位监控和导航。由于导航方面民用比较广，所以大家一提起车载GPS就是汽车里用的导航产品。也就是汽车里用的车载或便携的GPS导航仪。
城市路况日渐复杂，为爱车装备一部精准的GPS卫星导航设备已成为不少驾车族的新选择。GPS是一种卫星定位系统,是通过卫星对接入点进行定位，从而了解接入点所在方位。车载卫星定位系统主要是用在汽车导航领域。说白了就是给汽车驾驶员选择路线提供方便的工具。下面就为爱车的朋友介绍六款GPS，相信会给大家一些帮助。车载GPS的重点在于GPS定位，上文提到的防盗、防劫是一些GPS提供的增值服务