GPS

GPS，即全球定位系统（Global Positioning System），它是一个中距离圆形轨道卫星定位系统，可以为地球表面绝大部分地区提供准确的定位和高精度的时间基准。该系统是通过太空中的24颗GPS卫星来完成的。最少需要其中3颗卫星，就能迅速确定您在地球上的位置。所能接收到的卫星数越多，译码出来的位置就越精确。全球定位系统由三部分构成：(1)地面控制部分，由主控站(负责管理、协调整个地面控制系统的 工作)、地面天线(在主控站的控制下，向卫星注入寻电文)、监测站(数据自动收集中心)和通讯辅助系统(数据传输)组成；(2)空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个道平面上；(3)用户装置部分， 主要由GPS接收机和卫星天线组成。 全球定位系统的主要特点：(1)全天候；(2) 全球覆盖；(3)三维定速定时高精度；(4)快速省时高效率：(5)应用广泛多功能。 全球定位系统的主要用途：(1)陆地应用，主要包括车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、 市政规划控制等；(2)海洋应用，包括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等；(3)航空航天应用，包括飞机导航、航空遥 感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。 GPS卫星接收机种类很多，根据型号分为测地型、全站型、定时型、手持型、集成型；根据用途分为车载式、船载式、机载式、星载式、弹载式。 经过20余年的实践证明，GPS系统是一个高精度、全天候和全球性的无线电导航、定位和定时的多功能系统。 GPS技术已经发展成为多领域、多模式、多用途、多机型的国际性高新技术产业。 GPS原理 24颗GPS卫星在离地面1万2千公里的高空上，以12小时的周期环绕地球运行，使得在任意时刻，在地面上的任意一点都可以同时观测到4颗以上的卫星。 由于卫星的位置精确可知，在GPS观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，利用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置(X,Y,Z)。考虑到卫星的时钟与接收机时钟之间的误差，实际上有4个未知数，X、Y、Z和钟差，因而需要引入第4颗卫星，形成4个方程式进行求解，从而得到观测点的经纬度和高程。 事实上，接收机往往可以锁住4颗以上的卫星，这时，接收机可按卫星的星座分布分成若干组，每组4颗，然后通过算法挑选出误差最小的一组用作定位，从而提高精度。 由于卫星运行轨道、卫星时钟存在误差，大气对流层、电离层对信号的影响，以及人为的SA保护政策，使得民用GPS的定位精度只有100米。为提高定位精度，普遍采用差分GPS(DGPS)技术，建立基准站(差分台)进行GPS观测，利用已知的基准站精确坐标，与观测值进行比较，从而得出一修正数，并对外发布。接收机收到该修正数后，与自身的观测值进行比较，消去大部分误差，得到一个比较准确的位置。实验表明，利用差分GPS，定位精度可提高到5米。 A－GPS与GPS可以说不是同一个技术领域的概念，A－GPS技术是一种结合了网络基站信息和GPS信息对移动台进行定位的技术，可以在GSM/GPRS、WCDMA和CDMA2000网络中使用。该技术需要在手机内增加GPS接收机模块，并改造手机天线，同时要在移动网络上加建位置服务器、差分GPS基准站等设备。如果要提高该在室内等GPS信号屏蔽地区的定位有效性，该方案还提出需要增添类似于EOTD方案中的位测量单元（LMU）。AGPS的具体工作原理如下所示： AGPS手机首先将本身的基站地址通过网络传输到位置服务器； 位置服务器根据该手机的大概位置传输与该位置相关的GPS辅助信息（包含GPS的星历和方位俯仰角等）到手机； 该手机的AGPS模块根据辅助信息（以提升GPS信号的第一锁定时间TTFF能力）接收GPS原始信号； 手机在接收到GPS原始信号后解调信号，计算手机到卫星的伪距（伪距为受各种GPS误差影响的距离），并将有关信息通过网络传输到位置服务器； 位置服务器根据传来的GPS伪距信息和来自其他定位设备如差分GPS基准站等）的辅助信息完成对GPS信息的处理，并估算该手机的位置； 位置服务器将该手机的位置通过网络传输到定位网关或应用平台。 AGPS解决方案的优势主要在其定位精度上。在室外等空旷地区，其精度在正常的GPS工作环境下，可达10米左右，堪称目前定位精度最高的一种定位技术。该技术的另一优点为：首次捕获GPS信号的时间一般仅需几秒，不像GPS的首次捕获时间可能要2～3分钟。 虽然AGPS技术的定位精度很高、首次捕获GPS信号时间短，但是该技术也存在着一些缺点。首先，室内定位的问题目前仍然无法圆满解决。另外，AGPS的定位实现必须通过多次网络传输（最多可达六次单向传输），这对运营商来说是被认为大量的占用了空中资源。AGPS最主要的问题是用户对于使用移动定位业务必须更换手机难以接受。而且AGPS手机比一般手机在耗电上有一定的额外负担，间接减短了手机的待机时间。除此之外，就是使用有效性问题。由于GPS系统受美国政府拥有和控制，在非常时期（如海湾战争、反恐战争等），民用GPS服务可能会受到影响，AGPS的定位业务更难以正常运作了。目前，AGPS的方案提供商主要是美国高通公司和其子公司Snaptrack公司，现在还只能用于CDMA和iDEN网络的市场，在不久的将来该定位技术还会用于GSM网络。 蓝牙是一种支持设备短距离通信（一般是10m之内）的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。蓝牙的标准是IEEE802.15，工作在2.4GHz 频带，带宽为1Mb/s。“蓝牙”（Bluetooth）原是一位在10世纪统一丹麦的国王，他将当时的瑞典、芬兰与丹麦统一起来。用他的名字来命名这种新的技术标准，含有将四分五裂的局面统一起来的意思。蓝牙技术使用高速跳频（FH，Frequency Hopping）和时分多址（TDMA，Time DivesionMuli—access）等先进技术，在近距离内最廉价地将几台数字化设备（各种移动设备、固定通信设备、计算机及其终端设备、各种数字数据系统，如数字照相机、数字摄像机等，甚至各种家用电器、自动化设备）呈网状链接起来。蓝牙技术将是网络中各种外围设备接口的统一桥梁，它消除了设备之间的连线，取而代之以无线连接。    蓝牙是一种短距的无线通讯技术，电子装置彼此可以透过蓝牙而连接起来，省去了传统的电线。透过芯片上的无线接收器，配有蓝牙技术的电子产品能够在十公尺的距离内彼此相通，传输速度可以达到每秒钟1兆字节。以往红外线接口的传输技术需要电子装置在视线之内的距离，而现在有了蓝牙技术，这样的麻烦也可以免除了。　　     蓝牙（Bluetooth）是由东芝、爱立信、IBM、Intel和诺基亚于1998年5月共同提出的近距离无线数字通信的技术标准。 其目标是实现最高数据传输速度1Mb/s（有效传输速度为721kb/s）、最大传输距离为10米，用户不必经过申请便可利用2.4GHz的ISM（工业、科学、医学）频带，在其上设立79个带宽为1MHz的信道，用每秒钟切换1600次的频率、滚齿方式的频谱扩散技术来实现电波的收发。     蓝牙技术的优势：支持语音和数据传输；采用无线电技术，传输范围大，可穿透不同物质以及在物质间扩散；采用跳频展频技术，抗干扰性强，不易窃听；使用在各国都不受限制的频谱，理论上说，不存在干扰问题；功耗低；成本低。蓝牙的劣势：传输速度慢。 蓝牙的技术性能参数：有效传输距离为10cm~10m，增加发射功率可达到100米，甚至更远。收发器工作频率为2.45GHz ，覆盖范围是相隔1MHz的79个通道（从2.402GHz到2.480GHz ）。数据传输技术使用短封包，跳频展频技术，1600次/秒，防止偷听和避免干扰；每次传送一个封包，封包的大小从126~287bit；封包的内容可以是包含数据或者语音等不同服务的资料。数据传输带宽为同步连接可达到每个方向32.6Kbps，接近于10倍典型的56kb/s Modem的模拟连接速率，异步连接允许一个方向的数据传输速率达到721kb/s，用于上载或下载，这时相反方向的速率是57.6kb/s；数据传输通道为留出3条并发的同步语音通道，每条带宽64kb/s；语音与数据也可以混合在一个通道内，提供一个64kb/s同步语音连接和一个异步数据连接。网络连接使用加密技术，同时采用口令验证连接设备，可同时与其他7个以内的设备构成蓝牙微网（Piconet），1个蓝牙设备可以同时加入8个不同的微网，每个微网分别有1Mb/s的传输频宽，当2个以上的设备共享一个Channel时，就可以构成一个蓝牙微网，并由其中的一个装置主导传输量，当设备尚未加入蓝牙微网时，它先进入待机状态。 Java是由Sun微系统公司所发展出来的程序语言，它本身是一种对象导向（Object-Oriented）的程序语言。JAVA目前在手机上应用最多的就是JAVA游戏。    Java也号称是能跨平台使用的语言，这主要是因为Java本身被编译之后，并不是直接产生可执行的码，而是产生一种中间码叫作 ByteCode，这种码必需在透过 Java 的直译器来解读它，才能够真正的被执行，所以只要平台上装有这种Java的直译器，就能解读ByteCode也就能执行Java编译过的程序，故与Java程序是在那种平台上被编译的，就完全没有干系了。Java写出来的程序可分为两类，分别是Java Applet与一般的Application，而Application 这一类就与一般的程序如C++的作用是比较类似的，是一个独立可执行的应用程序，像HotJava是一个浏览器，且就是使用Java程序所发展出来的。最常见的Java程序包括应用程序和applets。应用程序是单独的程序，诸如HotJava浏览器软件就是用Java语言编写的。 Applets类似于应用程序，但是它们不能单独运行， Applets可以在支持Java的浏览器中运行。Applet主要是内置于HTML网页中，在浏览时发挥作用。     Java的目标是为了满足在一个充满各式各样不同种机器，不同操作系统平台的网络环境中开发软件。利用Java程序语言，可以在网页中加入各式各样的动态效果。可以放上一段动画，加入声音，也可以建立交互式网页等。 Java手机软件平台   Java手机软件平台采用的基本Java平台是CLDC (Connected Limited Device Configuration)和MIDP (Mobile Information Device Profile)，是J2ME (Java 2 Micro Edition)的一部分，在中国一般称为“无线Java”技术。此前，有人把它叫做“K-Java”；其实，K-Java的叫法只是Sun公司在开发KVM Java虚拟机时的项目代号，在该技术被正式命名为KVM后，就不再用K-Java了。     KJava即J2ME（Java 2 Micro Edition），是Sun公司专门用于嵌入式设备的Java软件。以KJava编程语言为手机开发应用程序，可以为手机用户提供游戏、个人信息处理、电子地图、股票等服务程序。J2ME(Java 2 Micro Edition)是致力于消费产品和嵌入式设备的最佳解决方案。J2ME在其规格的时候，遵循着“对于各种不同的装置而造出一个单一的开发系统是没有意义的事”这个基本原则。于是J2ME先将所有的嵌入式装置大体上区分为两种：一种是运算功能有限、电力供应也有限的嵌入式装置(比方说PDA、手机)；另外一种是运算能力相对较佳、并且在电力供应上相对比较充足的嵌入式装置(比方说冷气机、电冰箱)。因为这两种区分，所以Java引入了一个叫做Configuration的概念，然后把上述运算功能有限、电力有限的嵌入式装置定义在Connected Limited Device Configuration(CLDC)规格之中；而另外一种装置则规范为Connected Device Configuration(CDC)规格。也就是说，J2ME先把所有的嵌入式装置利用Configuration的概念区隔成两种抽象的型态。    Java技术的开放性、安全性和庞大的社会已有资源，以及其跨平台性，即“编写一次，到处运行”的特点，使Java技术成为智能手机软件平台的事实标准。采用Java技术后，编写应用程序和提供服务的人就不必关心接受其服务的手机采用的是什么操作系统和芯片，只要按照Java的要求去写程序就好了；同样，生产手机的厂商也不必顾虑将来谁来提供增值服务。可以看出，采用Java技术，可以建立完整、高效的无线数据增值服务产业链，从而为用户提供灵活、个性化、内容方式多样的服务。 Java手机发展现状   到今年6月，全世界已经有大约1亿部Java手机在使用，除中国大陆外共有53个移动运行商正式推出了基于Java技术的无线数据增值服务。中国移动通信集团已经建立了无线Java增值服务体系，并推出了“百宝箱”等服务品牌，包括游戏百宝箱、娱乐百宝箱、商务百宝箱、生活百宝箱等，已经于2003年7月10日开始正式商用。     中国联通公司也正在其CDMA 1X网络上建立无线Java增值服务体系，目前系统正在建设过程中，并且2003年9月26日中国联通、北京振戎融通公司和Sun公司在人民大会堂宣布联合发起成立“UniJa技术联盟”，三方将在联通CDMA 1X网络上的Java增值服务方面全面合作。 随时随地用3G手机上网，抱个笔记本电脑出门，很方便地找到无线网络……随着山东青岛成为首批无线城市试点，今年以来青岛无线城市建设步伐加快，市民明显感受到了无线带来的便利。昨天，市经信委发布信息显示，无线警务、无线医疗、无线城管执法、无线园区等应用已经逐步实现，未来3年内，全市城区实现3G网络全覆盖，无线宽带网络服务于全市80%以上的企事业单位，覆盖人口数量700万以上。 　无线的地方越来越多 　　“以前PSP、苹果TOUCH上的wifi功能都用不上，现在能享用无线网络的地方越来越多，功能都用上了。”市民殷先生是个不折不扣的电子迷，喜欢购买各种新潮数码产品。以前他最大的遗憾是，市区有免费无线宽带网络的地方少之又少，所以这些洋数码的高端功能不能物尽其用。“都知道星巴克能免费上网，但不能为上网花几十块钱喝咖啡吧？”今年以来，青岛市区无线网络增多，市民生活与网络更加近了。 　　昨天，记者来到了首个在为顾客提供免费无线上网服务的四方区乐购超市，在4楼餐饮区，不少年轻人在饱餐了美食后，拿出电脑上网。“无线信号覆盖了整个大楼，消费者在店内任何位置消费时，都可以上网玩玩。”该企业谭女士说，今后乐购在青岛建设的其他门店，都考虑提供无线wifi上网服务，“这已经成为一种潮流。”据了解，除星级酒店、机场、星巴克外，乐都汇商场、麦当劳、肯德基、必胜客等也纷纷加入了无线阵营。市民在这些场所消费时，即使没有3G手机或3G电脑，用wifi功能就可以上网。 　　无线应用范围更加广 　　无线不但改变了市民的生活方式，也改变了工作方式。今年6月，青岛市政府与中国移动、联通、电信三家运营商签署“无线城市”试点合作协议。根据无线城市，一些行业的无线应用效果已经开展，并且收效明显，如无线警务、无线医疗、无线城管执法、无线园区（校园）等项目。 　　“哪里需要就开到哪里、开到哪里就能在哪里展开工作”，一辆辆流动警务室和移动治安检查站成为今年青岛街头的亮点，它们或在进出市区要道口，或在市区繁华地段和重点部位，并可以随着治安形势的变化和处警任务的需要 “移动”分布——这正是无线警务的功劳。据介绍，“流动警务室”和“移动治安检查站”安装了360度可升降旋转探头和3G无线网络，实现了移动视频回传技术。帮助民警实现完成移动办公、勤务网上部署、警情实时掌控。借助“无线”的新警务模式，提高了城市治安防控水平，提升了警务效能。 　　记者还了解到，青岛城管工作也开始借助 “无线”打造数字化城管：把无线通信技术、地理信息系统技术、卫星定位系统和遥感技术结合在一起，就可以实现“万米单元网格管理法”管理：如此一来，每个队员管理的几百到上千平方米可以精确到分毫不差，治理城市脏乱差更加精细。 　　此外，无线医疗带来的远程看护服务，无线电子商务带来的电子购物、无线收费系统带来的不停车缴费、坐公交车“刷”手机……这些无线应用，都将给市民提供便利。 　　2012：实现“无线青岛” 　　“目前在部分行业率先应用的无线技术，今后都将推广。”市经信委主任项阳青告诉记者，“无线城市”工程推广后，将继续广泛实施。据介绍，青岛已经在城市管理、公共服务和行业应用等领域，选出了12项重点领域（工程）开展试点活动。分别是：无线应急联动工程、无线平安城市工程、无线警备工程、无线城管执法工程、无线港区园区校区工程、无线医疗工程、无线渔业工程、一卡通无线工程、无线智能交通工程、无线电力监控工程、企业无线商务工程和无线数字旅游工程。到2012年，让全市80%以上的企事业单位使用上无线宽带网络服务。 PAGE 2