文档介绍：xx理工大学应用科学学院
毕业设计(论文)外文资料翻译
系别: 信息工程系
专业: 网络工程
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2014 年 3 月 15 日
英文文献翻译
全球定位系统(GPS)
唐纳德波斯特和威廉卡瑟迪,延伸农业工程师肯特香, 密苏里-哥伦比亚大学精细农业中心副主席。
测距决定因素
每个卫星在不同的波段频率上(频率波段是1000到2000MHZ)不断广播两种无线电信号。L1波段()运载两种码,一个粗/捕获(C/A)码和一个精(P)码。L2波段()只运载P码,这是个加密码,只有军队和其他“授权”用户可以解译它。同时使用L1和L2上的P码进行定位,称为精密定位服务(PPS),供美国和盟国的军队、美国政府机构和民用授权用户使用。供全民使用的测距码只有L1波段上的C/A码,称为标准定位服务(SPS)。
全球定位技术
GPS接收机提供一种方法可以确定地球上任何地方的位置,接收机自动跟踪系统允许农民和农业服务供应商自动记录数据和在更大的地域里面将输入变量应用到更小的区域。
一个GPS接收机可以与一个简单的调频或者调幅收音机相比较。它接受来自美国国防部(DOD)全球定位系统所播发的信号。GPS系统中的卫星围绕地球旋转,卫星高度为12550英里,位置可以预测。因此我们把这些卫星群称为卫星星座。
每个卫星都会播发包含卫星星座内所有卫星的星历信息。GPS接收机通过这些星历信息就能测定这些卫星的位置。由于来自太阳和月亮的引力的影响,卫星运行的轨道会发生微小的变化。美国国防部必须时时监控卫星系统并不断调整星历信息,以确定卫星的真实轨道。
播发的信号中也包含一个精密侧时的码元,GPS接收机可以通过此码元测定信号到达接收机的时间。GPS接收机内置的微处理器可通过时延和卫星的位置计算出自身到每个可见卫星的距离,然后运用这些信息通过三角测量的方法测定距离。
精度
三角测量是一种用于确定地球上一点的三维空间信息的数学方法。如果已知道到三个卫星的的距离和自身的大概位置,GPS接收机就可以计算出它的平面位置,如果可以获得4颗卫星的相关信息,其高程也可测定。
测量所获得的精度一般取决于以下五种因素:
合理的安置
GPS接收机所采用的技术级别
可观测卫星的数量和位置
SA(选择可用性)政策所产生的误差,大气条件,对流层延迟,以及多路径效应一一信号在所测区域物体表面的发射。
差分改正
安置
GPS天线应安置在拖拉机或者卡车的组合位置中心,并且要高于机械任何一个阻碍天线观测卫星位置的上面。如果操纵仪已经对中,并且其顶部高于机械的其他部分,仪器安置在顶部是最好的选择。然而,在一个陡峭的斜坡上,高位置的安置将因水平位置的偏移而导致位置计算出现错误。
GPS接收机和DGPS接收机天线类型不一样,但是配置一个组合天线以便他们在同一个位置对中。在农业应用中,比如说产量监测喷雾和施肥等,常常会发生几秒钟的延迟。
例如:如果一个喷雾装置运动速度为10英里/每秒,其上的天线安置在喷杆前30英尺,控制器的频率变化将在两秒钟后发生,那么当喷杆到达天线位置,也就是变化开始的地方时,频率变化将会发生,而在同一位置,以地面上的任何速度运动,作为控制器其频率变化都不会发生,时间调整必须高效地计入系统以补偿反馈和生产方面应用的时间延迟。
电子风暴、电源线、双向无线电波、收音机转换器、电机、微波塔、对讲机、车载电器如交流发电机、火花点火引擎中的点火系统以及其他干扰源都会引起电子干扰。改变天线的位置或者增加噪声抑制可以减少来自点火系统和交流发电机的干扰,按照说明安置GPS装置,以确保装置间的紧密连接。
技术
廉价的接收机一次只能从一个卫星接收信号。而且相比于能同时接收4种信号的接收机,它需要更多的时间来测定位置。通常来讲,在任何一个历元下,可同时见到
7到10颗卫星,再加上配置精良的接收机将会得到最准确的定位。
卫星星座
重捕获时间是指在一个短期卫星失锁后重新获得固定解所花费的时间,发生此现象的原因有很多,如周围存在大树及建筑群、卫星处于可视范围之外等等。重捕获时间对于大多数农业应用中都是十分重要的,特别是在飞机汽车的导航应用中,新的GPS接收机技术已经缩短了重捕获时间,他们可同时跟踪8-12颗卫星的接收机,所以更不易失锁。
使用三角测量的方法计算位置、距离的微小误差就能引起定位的较大误差。当卫星排列比较紧密时,通过三角测量计算位置的误差将会增大,当接收机可以接收到分布面较为广阔的卫星的信号时就可以获得很高的精度。
选择可用性以及其他误差(图一)
为防止敌方使用GPS卫星信