"全球定位系统GPS-cc3200实验指导书,博士论文-基于GPS和自包含传感器的行人室内外无缝定位算法研究"
全球定位系统(GPS)是一种先进的导航和定位技术,由美国建立并运营,全称为NAVSTAR GPS,由卫星星座(空间段)、地面控制和监视网络(控制段)以及用户接收设备(用户段)三部分构成。GPS系统能够在全球范围内提供全天候、实时的精确三维位置(Position)、速度(Velocity)和时间(Time)信息,即PVT。
GPS卫星星座由24颗卫星均匀分布在6个轨道平面上,每个轨道面近似圆形,倾角55度,半长轴26600公里。这些卫星以11小时58分钟的周期运行,确保地球上的用户能至少看到4到11颗卫星。目前,为了备份和替换旧卫星,实际在轨卫星数量为31颗。地面控制段包括主控站、监控站和地天线,负责卫星的跟踪、维护和信号完整性监控。用户接收设备,即GPS接收机,用来接收卫星发射的信号,解析出用户的PVT信息。
GPS系统通过两个频段L1(1575.42 MHz)和L2(1227.6 MHz)发送定位信号。L1频段载有1.023 MHz的C/A码(民用)和10.23 MHz的P(Y)码(军用),而L2频段仅发射P(Y)码。系统提供的服务包括对公众开放的C/A码标准定位服务(SPS)和对授权用户开放的P(Y)码精密定位服务(PPS)。随着GPS现代化计划的推进,新增了两个民用信号L2C和L5,分别用于非生命安全和生命安全类应用。
在复杂的环境如城市峡谷和室内,GPS信号可能会受到衰减,导致定位精度下降。因此,结合自包含传感器(如加速度计、陀螺仪和磁力计)的辅助定位技术变得尤为重要。这种传感器辅助室内定位(Sensor-Aided Indoor Localization)结合了 Pedestrian Dead Reckoning (PDR) 算法,通过行走步态分析和方向估计来弥补GPS信号弱时的定位误差,实现室内外的无缝定位。
中国科学技术大学的一篇博士学位论文专门研究了基于GPS和自包含传感器的行人室内外无缝定位算法,探讨如何整合GPS信号与传感器数据,提高定位的准确性和连续性,以适应不断增长的基于位置服务(LBS)需求。通过这样的研究,可以为手机导航、紧急救援、智能交通等领域提供更可靠的位置信息服务。