电子商务关键技术-物流技术

1、Ch3-3 电子商务关键技术电子商务关键技术暨南大学 胡矗明31.定义定义1)条形码：以一组竖条的不同宽度和间隙来条形码：以一组竖条的不同宽度和间隙来代表一个字符、同时以若干组来表示一串代表一个字符、同时以若干组来表示一串字符的图示符号字符的图示符号2.特点特点1)有开始结束标志以便于双向阅读有开始结束标志以便于双向阅读2)一般有字符注释以便于污损时人工阅读一般有字符注释以便于污损时人工阅读3)物流中常用二维码及彩色码物流中常用二维码及彩色码暨南大学 胡矗明4n编码内容编码内容1)商品条形码商品条形码nEAN13位位8位位n标准版标准版13位；缩短位；缩短版版8位位n用于单个大件商品用于单个大

2、件商品包装包装暨南大学 胡矗明5n储运单元条码储运单元条码nEAN13位位14位位n用于定量储运单元用于定量储运单元的包装的包装暨南大学 胡矗明6n贸易单元条形码贸易单元条形码nEAN128变长连续变长连续n用于标识贸易单元的信息，如产品的批号、数用于标识贸易单元的信息，如产品的批号、数量、规格、生产日期、有效期、交货地等量、规格、生产日期、有效期、交货地等暨南大学 胡矗明7n二维条码二维条码n美国美国Symbol公司于公司于1991年推出名为年推出名为PDF417的二维条码。的二维条码。n是由留美华人王寅敬（音）博士发明的。是由留美华人王寅敬（音）博士发明的。PDF是取英文是取英文Porta

3、ble Data File三个单词的首字母的缩写，意为三个单词的首字母的缩写，意为“便携数便携数据文件据文件”。 暨南大学 胡矗明81)发动机边柱上的发动机边柱上的PDF417 标签标签 n由于汽车标签包含由于汽车标签包含了所有的信息，可了所有的信息，可以把它应用到所有以把它应用到所有需要数据扫描的地需要数据扫描的地方，例如，我们在方，例如，我们在进行反锁刹车控制进行反锁刹车控制测试前，扫描这辆测试前，扫描这辆汽车，以确定车的汽车，以确定车的类型。它还可在发类型。它还可在发货时用于车辆的最货时用于车辆的最终认证。终认证。 暨南大学 胡矗明9nPDF417条码技术的特点条码技术的特点1.信息容量

4、大信息容量大根据不同的条空比例每平方英寸可以容纳根据不同的条空比例每平方英寸可以容纳250到到1100个字符。个字符。在国际标准的证卡有效面积上在国际标准的证卡有效面积上(相当于信用卡面积的相当于信用卡面积的2/3，约为约为76mm*25mm), PDF417条码可以容纳条码可以容纳1848个字母字个字母字符或符或2729个数字字符，约个数字字符，约500个汉字信息。这种二维条个汉字信息。这种二维条码比普通条码信息容量高几十倍。码比普通条码信息容量高几十倍。2 .编码信息广编码信息广PDF417条码可以将照片、指纹、掌纹、签字、声音、文字条码可以将照片、指纹、掌纹、签字、声音、文字等凡可数字化

5、的信息进行编码。等凡可数字化的信息进行编码。暨南大学 胡矗明103.保密、防伪性能好保密、防伪性能好采用密码防伪、软件加密及利用所包含的信息如指纹、采用密码防伪、软件加密及利用所包含的信息如指纹、照片等进行防伪照片等进行防伪4.译码可靠性高译码可靠性高普通条码的译码错误率约为百万分之二左右，而普通条码的译码错误率约为百万分之二左右，而PDF417条码的误码率不超过千万分之一条码的误码率不超过千万分之一 5.修正错误能力强修正错误能力强沾污、破损面积不超过沾污、破损面积不超过50，条码信息可以照常破译出，条码信息可以照常破译出丢失的信息。丢失的信息。暨南大学 胡矗明111.微波射频识别系统所采用

6、的技术称为微波反射技微波射频识别系统所采用的技术称为微波反射技术，它基于电子标签内微波天线的负载阻抗随储术，它基于电子标签内微波天线的负载阻抗随储存的电子数据而变化的特点，来实现对电子标签存的电子数据而变化的特点，来实现对电子标签内电子数据的读写内电子数据的读写2.射频识别系统由三大部分组成射频识别系统由三大部分组成1)电子标签电子标签2)数据管理系统数据管理系统3)读写器读写器 暨南大学 胡矗明121)电子标签电子标签 n电子标签由耦合元件及芯片组成，每个标签具有惟一的电子编码，电子标签由耦合元件及芯片组成，每个标签具有惟一的电子编码，附着在物体目标对象上。电子标签像纸一样薄附着在物体目标对

7、象上。电子标签像纸一样薄, 柔韧可弯曲并可编程，柔韧可弯曲并可编程，射频标签内编写的程序可按特殊的应用进行随时读取和改写。射频射频标签内编写的程序可按特殊的应用进行随时读取和改写。射频标签也可编入相应人员的一些数据信息，这些人员的数据信息可依标签也可编入相应人员的一些数据信息，这些人员的数据信息可依据需要进行分类管理，并可随不同的需要制作新卡，射频标签中的据需要进行分类管理，并可随不同的需要制作新卡，射频标签中的内容被改写的同时也可以被永久锁死保护起来。通常标签芯片体积内容被改写的同时也可以被永久锁死保护起来。通常标签芯片体积很小，厚度一般不超过很小，厚度一般不超过0.35mm，可以印制在纸张

8、、塑料、木材、玻，可以印制在纸张、塑料、木材、玻璃、纺织品等包装材料上，也可以直接制作在商品标签上，通过自璃、纺织品等包装材料上，也可以直接制作在商品标签上，通过自动贴标签机进行自动贴标。动贴标签机进行自动贴标。n容量从几百容量从几百b到到32kb暨南大学 胡矗明13n从功能方面来看，可将从功能方面来看，可将RFID标签分为四种：只标签分为四种：只读标签、可重写标签、带微处理器标签和配有读标签、可重写标签、带微处理器标签和配有传感器的标签。传感器的标签。n只读型标签的结构功能最简单，包含的信息较少并且只读型标签的结构功能最简单，包含的信息较少并且不能被更改；不能被更改；n可重写型标签集成了容量

9、为几十字节到几万个字节的可重写型标签集成了容量为几十字节到几万个字节的闪存，标签内的信息能被更改或重写，只读型和可重闪存，标签内的信息能被更改或重写，只读型和可重写型标签都主要应用于物流系统以及生产过程管理系写型标签都主要应用于物流系统以及生产过程管理系统和行李控制系统中；统和行李控制系统中；n带微处理器标签依靠内置式只读存储器中储存的操作带微处理器标签依靠内置式只读存储器中储存的操作系统和程序来工作，出于安全的目的，许多标签都同系统和程序来工作，出于安全的目的，许多标签都同时具备加密电路，现在这类标签主要应用于非接触型时具备加密电路，现在这类标签主要应用于非接触型IC卡上，既用于电子结算、出

10、入管理，也可用作会员卡上，既用于电子结算、出入管理，也可用作会员卡；卡；n有些有些RFID标签集成了传感器，包括温度传感器或压力标签集成了传感器，包括温度传感器或压力传感器等，目前这类标签主要用于动物个体识别和轮传感器等，目前这类标签主要用于动物个体识别和轮胎管理上。胎管理上。 暨南大学 胡矗明14n另一方面也可分为有源、无源另一方面也可分为有源、无源RFID标签标签n有源电子标签内装有电池，有源电子标签内装有电池， 一般具有较远的阅读距离，一般具有较远的阅读距离， 不足之处是电池的寿命有限（不足之处是电池的寿命有限（310 年）年）n无源电子标签内无电池，它接收到阅读器（读出装置）无源电子标

11、签内无电池，它接收到阅读器（读出装置）发出的微波信号后，将部分微波能量转化为直流电供发出的微波信号后，将部分微波能量转化为直流电供自己工作，一般可做到免维护自己工作，一般可做到免维护n相比有源系统，无源系统在阅读距离及适应物体运动相比有源系统，无源系统在阅读距离及适应物体运动速度方面略有限制。速度方面略有限制。暨南大学 胡矗明15n又可从频率方面将又可从频率方面将RFID标签分为低标签分为低频、高频标签。频、高频标签。n低频系统一般指其工作频率小于低频系统一般指其工作频率小于30MHz，典型的工作，典型的工作频率有：频率有： 125KHz、225KHz、13.56M等，这些频点等，这些频点应用

12、的射频识别系统一般都有相应的国际标准予以支应用的射频识别系统一般都有相应的国际标准予以支持。其基本特点是电子标签的成本较低、标签内保存持。其基本特点是电子标签的成本较低、标签内保存的数据量较少、阅读距离较短（无源情况，典型阅读的数据量较少、阅读距离较短（无源情况，典型阅读距离为距离为10cm）、电子标签外形多样（卡状、环状、）、电子标签外形多样（卡状、环状、钮扣状、笔状）、阅读天线方向性不强等。钮扣状、笔状）、阅读天线方向性不强等。暨南大学 胡矗明16n高频系统一般指其工作频率大于高频系统一般指其工作频率大于400MHz， 典典型的工作频段有：型的工作频段有： 915MHz、2450MHz、5

13、800MHz等。高频系统在这些频段上也有众多等。高频系统在这些频段上也有众多的国际标准予以支持。高频系统的基本特点是的国际标准予以支持。高频系统的基本特点是电子标签及阅读器成本均较高、电子标签及阅读器成本均较高、 标签内保存的标签内保存的数据量较大、阅读距离较远（可达几米至十几数据量较大、阅读距离较远（可达几米至十几米），适应物体高速运动性能好、外形一般为米），适应物体高速运动性能好、外形一般为卡状、阅读天线及电子标签天线均有较强的方卡状、阅读天线及电子标签天线均有较强的方向性。向性。暨南大学 胡矗明17暨南大学 胡矗明18Active RFIDPassive RFIDTag Power So

14、urceInternal to tagEnergy transferred using RF from readerTag BatteryYesNoRequired signal strengthVery LowVery HighRangeUp to 100mUp to 3-5m, usually lessMulti-tag reading1000s of tags recognized up to 100mphFew hundred within 3m of readerData StorageUp to 128 Kb or read/ write & search128 bytes

15、 of read/write暨南大学 胡矗明19125 kHz13.56 MHz869,902- 928 MHz2.45 GHzRead RangeUp to 18 inUp to 3 ftUp to 15 ftUp to 3 ftPerformance in Moist EnvironmentGoodGoodPoorPoorPerformance in Metal EnvironmentPoorPoorGoodGoodData RateSlowMediumFastFastCostHighHighLowMediumAnti-collisionNone10 - 40 tags/sec50 tag

16、s/sec150 tags/sec暨南大学 胡矗明20n数据管理系统数据管理系统n数据管理系统主要完成数据信息的存数据管理系统主要完成数据信息的存储及管理、对卡进行读写控制储及管理、对卡进行读写控制n数据管理系统可以是市面上现有的各数据管理系统可以是市面上现有的各种大小不一的数据库或供应链系统，种大小不一的数据库或供应链系统，用户还能够买到面向特定行业的高度用户还能够买到面向特定行业的高度专业化的库存数据库，或者把专业化的库存数据库，或者把RFID系系统当成整个企业统当成整个企业ERP的一部分。如果的一部分。如果应用情况比较特殊，甚至可以自己动应用情况比较特殊，甚至可以自己动手编写数据库应用软

17、件，采用手编写数据库应用软件，采用PC机或机或者是终端机来完成者是终端机来完成 暨南大学 胡矗明21n读写器读写器n读写器是负责读取或写入标签信息的读写器是负责读取或写入标签信息的设备，读写器可以是单独的整体，也设备，读写器可以是单独的整体，也可以作为部件的形式嵌入到其他系统可以作为部件的形式嵌入到其他系统中去。它可以单独具有读写、显示、中去。它可以单独具有读写、显示、数据处理等功能，也可与计算机或其数据处理等功能，也可与计算机或其他系统进行联合，完成对射频标签的他系统进行联合，完成对射频标签的操作。读写器由两个基本的功能块组操作。读写器由两个基本的功能块组成：控制系统和由发送器及接收器组成：

18、控制系统和由发送器及接收器组成的高频接口。成的高频接口。 暨南大学 胡矗明22nRFID的特点：的特点：1)标签、读写设备、应用系统遵循国家相关标准和规范；标签、读写设备、应用系统遵循国家相关标准和规范；2)标签芯片与自带天线全封闭、防尘、防水、防静电，不怕标签芯片与自带天线全封闭、防尘、防水、防静电，不怕弯曲；弯曲；3)标签可反复使用（擦写标签可反复使用（擦写10万次，读无限）；万次，读无限）；4)读取快速，一次可同时识别几十甚至上百个标签；读取快速，一次可同时识别几十甚至上百个标签；5)电子标签其复制难度极高，基本无复制可能；电子标签其复制难度极高，基本无复制可能；6)每张电子标签皆有一无

19、法修改、独立的编号（每张电子标签皆有一无法修改、独立的编号（ID Code），），且经过专门的加密；且经过专门的加密；7)灵活的内部存储空间：可根据需要自定义；灵活的内部存储空间：可根据需要自定义；8)内容可反复读写且某些内容可反复读写且某些“空间空间”可独立锁定；可独立锁定；9)使用寿命长：无机械磨损，无机械故障，不怕恶劣环境。使用寿命长：无机械磨损，无机械故障，不怕恶劣环境。 暨南大学 胡矗明23nRFID系统的一些典型应用：系统的一些典型应用：1)物流和供应管理物流和供应管理2)生产制造和装配生产制造和装配3)航空行李处理航空行李处理4)邮件邮件/快运包裹处理快运包裹处理5)文档追踪文档

20、追踪/图书馆管理图书馆管理6)动物身份标识动物身份标识7)运动计时运动计时8)门禁控制门禁控制/电子门票电子门票9)道路自动收费道路自动收费暨南大学 胡矗明24CasePalletReceiving/ShippingForkliftTag unitsReader LocationsDock DoorStorageIntelligent design required to minimize infrastructure costs and ensure ROIContainers暨南大学 胡矗明25nEPCnEPC （Electric Product Code）产品电子码）产品电子码”采用一组

21、编号来代表制造商及其产品，采用一组编号来代表制造商及其产品，EPC还用另外一组数字来唯一地标识单品还用另外一组数字来唯一地标识单品nEPC是存是存储在储在RFID标签微型芯片中的信息标签微型芯片中的信息nEPC的应用将使企业能够及时知道每个商品的应用将使企业能够及时知道每个商品在他们供应链上任何时点的位置信息。在他们供应链上任何时点的位置信息。 产品产品的唯一识别对于某些商品非常必要，而条码的唯一识别对于某些商品非常必要，而条码识别的最大缺点之一是它只能识别一类产品，识别的最大缺点之一是它只能识别一类产品，而不是唯一商品而不是唯一商品暨南大学 胡矗明2601.0203D2A.916E8B.07

22、19BAE03C96 bitsHeader版本号版本号Object Class对象分类号对象分类号ePC Manager域名管理号域名管理号Serial Number序列号序列号Header: 8 bits = 256ePC Mgr: 28 bits = 268, 435,456Object Class: 24 bits = 16,777,216Serial Number: 36 bits = 687,194,767,361暨南大学 胡矗明27n其中版本号标识其中版本号标识EPC的版本号，它使得的版本号，它使得EPC随后的码段可以有不同的长度随后的码段可以有不同的长度n域名管理是描述与此域名管

23、理是描述与此EPC相关的生产厂商的相关的生产厂商的信息，例如信息，例如“可口可乐公司可口可乐公司”n对象分类记录产品精确类型的信息，例如：对象分类记录产品精确类型的信息，例如：“美国生产的美国生产的330ml罐装减肥可乐（可口可罐装减肥可乐（可口可乐的一种新产品）乐的一种新产品）”n序列号唯一标识货品，它会精确的告诉我们序列号唯一标识货品，它会精确的告诉我们所说的究竟是哪一罐所说的究竟是哪一罐330ml罐装减肥可乐罐装减肥可乐 暨南大学 胡矗明28版本号域名管理对象分类序列号EPC-64TYPE2211724TYPE2151332TYPE2261323EPC-96TYPE8282436EPC-

24、256TYPE83256160TYPE86456128TYPE81285664暨南大学 胡矗明29nEPC网络的特点网络的特点 1)不像传统的条码，该网不像传统的条码，该网络不需要人的干预与操络不需要人的干预与操作而是通过自动技术实作而是通过自动技术实现网络运行现网络运行2)无缝链接无缝链接3)网络的成本相对较低网络的成本相对较低4)该网络是通用的，可以该网络是通用的，可以在任何环境下运行在任何环境下运行5)采纳一些管理实体的标采纳一些管理实体的标准如：准如：UCC、EAN、ANSI、ISO等等暨南大学 胡矗明30暨南大学 胡矗明31n应用应用n2002年年5月月7日，英国最日，英国最大的零售

25、商大的零售商Marks & Spencer公司宣布采用公司宣布采用美国德州仪器公司的美国德州仪器公司的Tag-it电子标签替代原电子标签替代原有的条码标签去追踪他有的条码标签去追踪他们的们的350万个循环使用万个循环使用的食品托盘及推车的冷的食品托盘及推车的冷冻食品供应系统冻食品供应系统 暨南大学 胡矗明32n趋势趋势1) 由于沃尔玛公司要求供应商在由于沃尔玛公司要求供应商在2006年前必须年前必须采用采用RFID技术，沃尔玛公司日前表示，今后技术，沃尔玛公司日前表示，今后将不再从那些未使用将不再从那些未使用RFID技术的供应商处采技术的供应商处采购商品，这对应用软件产业震动极大购商品

26、，这对应用软件产业震动极大2)众多应用系统开发商纷纷升级程序，众多应用系统开发商纷纷升级程序，Sun、SAP、Oracle和和IBM等也开始在公司的主流产等也开始在公司的主流产品中集成品中集成 RFID技术技术暨南大学 胡矗明33n存在的问题存在的问题1)芯片芯片2)射频识别标签的成本射频识别标签的成本 （2030美分）美分）3)专用软件系统专用软件系统4)专业人员专业人员5)系统的准确性系统的准确性 6)私隐性私隐性暨南大学 胡矗明341.地理信息系统地理信息系统 (GIS, Geographic Information System) 是一种基于计算机的工具，它可以是一种基于计算机的工具，

27、它可以对在地球上存在的东西和发生的事件进行成对在地球上存在的东西和发生的事件进行成图和分析。图和分析。2. GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如查询理分析功能与一般的数据库操作（例如查询和统计分析等）集成在一起。这种能力使和统计分析等）集成在一起。这种能力使 GIS与其他信息系统相区别，从而使其在广与其他信息系统相区别，从而使其在广泛的公众和个人企事业单位中解释事件、预泛的公众和个人企事业单位中解释事件、预测结果、规划战略等中具有实用价值。测结果、规划战略等中具有实用价值。暨南大学 胡矗明35Input scanner,

28、 digitizer, GPSCPU, hard driveLANPrinter, plotter暨南大学 胡矗明36n地理参考系统地理参考系统 n地理信息包含有明确的或间接的地理参照系统地理信息包含有明确的或间接的地理参照系统n地理参照系统如经度和纬度坐标，或者是国家网地理参照系统如经度和纬度坐标，或者是国家网格坐标，间接的地理参照系统如地址、邮政编码、格坐标，间接的地理参照系统如地址、邮政编码、人口普查区名、森林位置识别、路名等。人口普查区名、森林位置识别、路名等。n地理编码自动处理系统用来从间接的参照系统，地理编码自动处理系统用来从间接的参照系统，如地址描述，转变成明确的地理参照系统，如

29、多如地址描述，转变成明确的地理参照系统，如多重定位。这些地理参考系统可以帮助定位一些特重定位。这些地理参考系统可以帮助定位一些特征，如商业活动、森林位置，也可以定位一些事征，如商业活动、森林位置，也可以定位一些事件，如地震，用于做地表分析件，如地震，用于做地表分析暨南大学 胡矗明371.真实世界的物体可以简化为三种图素，构成真实世界的物体可以简化为三种图素，构成地理参照系统地理参照系统线（街道）面（管理区域）点 （连锁店）Geographicdatabase暨南大学 胡矗明381.图素的类型有点、线、面图素的类型有点、线、面2.图层内的图素类型要一致图层内的图素类型要一致图层“Streets”

30、 所选择的图素 次要街道 高速公路 主要街道暨南大学 胡矗明391.GIS通过叠加的图通过叠加的图层和空间分析功能，层和空间分析功能，将原始的地理数据将原始的地理数据转变为能支持空间转变为能支持空间决策的信息决策的信息暨南大学 胡矗明401.图层中的每一个图素图层中的每一个图素的描述构成属性表的描述构成属性表FID = 4103(Feature IDentifier)暨南大学 胡矗明411.相关技术相关技术1)GIS与其他几种信息系统密切相关，并且与其他几种信息系统密切相关，并且因其处理和分析海量而复杂的地理数据而因其处理和分析海量而复杂的地理数据而对运算能力要求较高。涉及的技术包括桌对运算能

31、力要求较高。涉及的技术包括桌面制图、计算机辅助设计面制图、计算机辅助设计CAD、遥感、遥感、DBMS、以及、以及GPS技术技术暨南大学 胡矗明421.有关分析的问题可能是有关分析的问题可能是1)两个地方之间的距离是多少两个地方之间的距离是多少2)供应商都在城市的哪些地方供应商都在城市的哪些地方 3)适合于盖仓库的所有地点在哪里适合于盖仓库的所有地点在哪里4)如果政府要在这里建一条高速公路，它将如何影响交通如果政府要在这里建一条高速公路，它将如何影响交通2.GIS可以用于帮助一个新厂房址的选定，以使其受环可以用于帮助一个新厂房址的选定，以使其受环境影响最小，在低风险区域，离人口聚集地近。可境影响

32、最小，在低风险区域，离人口聚集地近。可以以地图和附加报告的方式简洁而清晰的提供这个以以地图和附加报告的方式简洁而清晰的提供这个信息，使决策者集中精力于实际的问题，而不是花信息，使决策者集中精力于实际的问题，而不是花时间去理解数据。由于时间去理解数据。由于GIS结果能够很快地获得，多结果能够很快地获得，多个假想的结果可以被高效地评价个假想的结果可以被高效地评价暨南大学 胡矗明431.矢量和栅格模式矢量和栅格模式 1)地理信息系统工作于两种不同的基本地理模式地理信息系统工作于两种不同的基本地理模式矢量模式和栅格模式矢量模式和栅格模式2)在矢量模式中，关于点、线和多边形的信息被编在矢量模式中，关于点

33、、线和多边形的信息被编码并以码并以x、y坐标形式储存坐标形式储存n一个点特征的定位，例如一个钻孔，可以被一个单一的一个点特征的定位，例如一个钻孔，可以被一个单一的x、y坐标所描述坐标所描述n线特征，例如公路和河流，可以被存储于一系列的点坐线特征，例如公路和河流，可以被存储于一系列的点坐标标n多边形特征，例如销售地域或河流聚集区域，可以被存多边形特征，例如销售地域或河流聚集区域，可以被存储于一个闭合循环的坐标系。储于一个闭合循环的坐标系。暨南大学 胡矗明441)矢量模式非常有利于描述一些离散特征，矢量模式非常有利于描述一些离散特征，但对连续变化的特征，例如土壤类型或赶但对连续变化的特征，例如土壤

34、类型或赶往医院的开销等，就不太有用往医院的开销等，就不太有用2)栅格模式发展为连续特征的模式。栅格图栅格模式发展为连续特征的模式。栅格图象包含有网格单元，有点像扫描的地图或象包含有网格单元，有点像扫描的地图或照片。不管是矢量模式还是栅格模式，用照片。不管是矢量模式还是栅格模式，用来存储地理数据，都有优点和缺陷。现代来存储地理数据，都有优点和缺陷。现代的的GIS都可以处理这两种模式都可以处理这两种模式暨南大学 胡矗明451.Global Navigation Satellite System, GNSS1)包含一套或多套卫星群系统、机载航电接收器、具备系统包含一套或多套卫星群系统、机载航电接收器

35、、具备系统整合与监视功能的全球性的定位、定时系统整合与监视功能的全球性的定位、定时系统2)必要于实施阶段支持导航性能需求必要于实施阶段支持导航性能需求(Required Navigation Performance, RNP) 3)提供精确与非精确近场导引提供精确与非精确近场导引暨南大学 胡矗明461.GPS: Global Positioning System 之缩写之缩写2.由多于由多于24颗卫星组成的卫星网络颗卫星组成的卫星网络 (NAVSTAR)，主要由美国国防部，主要由美国国防部控管，包含控管，包含:1)六个轨道面六个轨道面, 每个轨道面有四颗卫星每个轨道面有四颗卫星运行运行 2)轨

36、道倾角轨道倾角55度度3)轨道半径为轨道半径为20,200公里公里4)绕行地球一周需时绕行地球一周需时11hr 58min 5)在轨道上重在轨道上重1900磅磅6)设计寿命为设计寿命为7.5年年暨南大学 胡矗明47n构成构成1)空间部分空间部分n21+3 颗卫星颗卫星n21颗工作卫星，颗工作卫星，3颗备用卫星颗备用卫星2)地面控制部分地面控制部分n位于美国科罗拉多的主控站位于美国科罗拉多的主控站n分布全球的三个注入站分布全球的三个注入站n五个监测站五个监测站。 3)用户设备部分用户设备部分n任何陆、海、空应用任何陆、海、空应用GPS信号接收信号接收机机暨南大学 胡矗明48暨南大学 胡矗明491

37、.原理原理1)GPS定位测量的基础是卫星间的三定位测量的基础是卫星间的三角关系角关系2)建立三角关系，建立三角关系，GPS接收器必须测接收器必须测量卫星传送无线电信号的传播时间量卫星传送无线电信号的传播时间 3)传播时间的测量，传播时间的测量，GPS必须具备极必须具备极精确的时钟精确的时钟4)在信号传播的距离上，必须确切知在信号传播的距离上，必须确切知道卫星在太空中的位置道卫星在太空中的位置 5)最后校正所又可能产生的延误或误最后校正所又可能产生的延误或误差差暨南大学 胡矗明501.GPS信号调制成两个载波信号调制成两个载波L1(1575.42MHz)与与L2(1227.6MHz) 后传送发射

38、后传送发射暨南大学 胡矗明51n每种载波有每种载波有2类调制信号：导航信号、电文信号类调制信号：导航信号、电文信号n导航信号导航信号1)粗码（粗码（C/A码）：面向民间用户码）：面向民间用户n仅调制在仅调制在L1载波上载波上n精度精度20-30m2)精码（精码（P码）：面向美国军方及其他特许部门码）：面向美国军方及其他特许部门n可调制在可调制在L1、L2上上n精度精度0.3mn电文信号电文信号1)同时调制同时调制L1和和L2载波上；载波上；2)向用户发播的电文信息包括向用户发播的电文信息包括：n卫星运行情况卫星运行情况；n确定确定C/A码过渡到码过渡到P码时间同步用的交接码；码时间同步用的交接

39、码；n卫星钟修正和星历参数卫星钟修正和星历参数；n修正电离层传播延迟用的参数修正电离层传播延迟用的参数；n系统中所有其它卫星的星历表和历书信息系统中所有其它卫星的星历表和历书信息 暨南大学 胡矗明521.GPS 讯号相当微弱讯号相当微弱, 远低于周遭噪声远低于周遭噪声2.讯号无法穿越水泥结构讯号无法穿越水泥结构, 钢结构建筑及地表钢结构建筑及地表3.讯号容易被建筑物及其它结构体阻隔讯号容易被建筑物及其它结构体阻隔4.极易受到干扰极易受到干扰5.反射讯号反射讯号(Multi-path)会导致误差会导致误差暨南大学 胡矗明531.目前世界上已有的两大卫星导航定位系统在运行：目前世界上已有的两大卫星

40、导航定位系统在运行：一是美国的全球定位系统（一是美国的全球定位系统（GPS），二是俄罗斯的），二是俄罗斯的“格鲁纳斯格鲁纳斯”（GLONASS）。但是这两个系统受到）。但是这两个系统受到美、俄两国军方的严密控制，其信号的可靠性无法美、俄两国军方的严密控制，其信号的可靠性无法得到保证。长期以来欧洲只能在美、俄的授权下从得到保证。长期以来欧洲只能在美、俄的授权下从事接收机制造、导航服务等从属性的工作。科索沃事接收机制造、导航服务等从属性的工作。科索沃战争时，欧洲完全依赖美国的全球定位系统。当这战争时，欧洲完全依赖美国的全球定位系统。当这个系统出于军事目的而停止运作时，一些欧洲企业个系统出于军事目的

41、而停止运作时，一些欧洲企业的许多事务被迫中断。因此欧洲及世界各有一定实的许多事务被迫中断。因此欧洲及世界各有一定实力国家都在发展自己的卫星导航定位系统。力国家都在发展自己的卫星导航定位系统。暨南大学 胡矗明54n美国美国NAVSTAR系统系统1)由美国军方组织研制建由美国军方组织研制建立，从立，从1973年开始实施，年开始实施，到到1994年完成，可实现年完成，可实现地球上任何地方，任何地球上任何地方，任何时刻的自动定位时刻的自动定位2)2008年以后美国将进入年以后美国将进入新一代新一代GPS系统系统, 与伽与伽利略系统分庭抗礼利略系统分庭抗礼暨南大学 胡矗明55n前苏联前苏联GLONASS

42、(the Global Navigation Satellite System)系统系统n原计划原计划24颗卫星，颗卫星， 后受经济困顿影响，发射受后受经济困顿影响，发射受到停顿。目前使用的广泛度较到停顿。目前使用的广泛度较GPS系统差系统差n中国北斗卫星系统中国北斗卫星系统n前两颗是工作卫星，分别于前两颗是工作卫星，分别于2000年年10月月31日和日和12月月21日发射升空；第三颗是备份卫星，于日发射升空；第三颗是备份卫星，于2003年年5月月25日发射升空。日发射升空。 n与美国与美国GPS系统的单向传递信息相比，系统的单向传递信息相比，“北斗系北斗系统统的优势在于具有短信息双向通讯功能

43、，中的优势在于具有短信息双向通讯功能，中心站可以马上联系到所有终端，这对车辆监管、心站可以马上联系到所有终端，这对车辆监管、调度以及船舶救险至关重要，更加适合物流企调度以及船舶救险至关重要，更加适合物流企业、铁路、船舶、长途车辆使用。中国拥有自业、铁路、船舶、长途车辆使用。中国拥有自主知识产权的北斗卫星导航系统主知识产权的北斗卫星导航系统2003年得到了年得到了国务院和中央军委的批准，进入到民用领域中国务院和中央军委的批准，进入到民用领域中n未来可能发展成专用卫星系统未来可能发展成专用卫星系统暨南大学 胡矗明56n欧洲伽利略系统欧洲伽利略系统(Galileo)1)由欧洲建设的卫星系统，由欧洲建

44、设的卫星系统，未来将与未来将与GPS系统形成系统形成主要双系统主要双系统n其它其它1)日本准天顶卫星系统：日本准天顶卫星系统： 由三颗卫星组成，和由三颗卫星组成，和GPS系统并用系统并用.2)印度卫星导航系统：与印度卫星导航系统：与GPS、 GLONASS及及Galileo 系统连接使用系统连接使用暨南大学 胡矗明571.GPS 所提供服务分为一般民用所提供服务分为一般民用SPS (standard positioning serveice)与军事等特殊用途与军事等特殊用途 PPS (precise positioning serveice)1)SPS服务为全时服务为全时(24小时小时), 全

45、天候全天候, 全球服务全球服务(免费免费)2)提供极为精确的三度空间地址信息提供极为精确的三度空间地址信息3)提供极为精确的速度信息提供极为精确的速度信息4)提供连续实时信息提供连续实时信息5)信息可以广泛提供给全世界用户使用，包括陆、信息可以广泛提供给全世界用户使用，包括陆、海、空导航与户外活动等等海、空导航与户外活动等等暨南大学 胡矗明58n应用应用1)导航导航2)登山登山3)田野调查田野调查4)救难搜寻救难搜寻5)n未来未来1)手机手机2)手持式装置手持式装置(PDA)3)暨南大学 胡矗明59n传统上传统上GPS应用在军事、应用在军事、 航海、航海、 航空、测量、农业航空、测量、农业 、

46、地理地理 、营建等实用性领域、营建等实用性领域n2000年年5月美国停止选择性月美国停止选择性可用度干扰码可用度干扰码(Selective Availability), 使一般接收准使一般接收准确度由原先确度由原先100公尺降至公尺降至25公尺左右公尺左右, 大大增加导航使大大增加导航使用性用性.nGPS逐渐括展娱乐、逐渐括展娱乐、 户外户外 登山、登山、 旅游、旅游、 汽车汽车 、个、个人导航等应用人导航等应用.暨南大学 胡矗明60n通用航空通用航空(GA, General Aviation)及部分商用飞机市及部分商用飞机市场为航电场为航电GPS应用的最大市场应用的最大市场1)GPS系统单独

47、使用无法满足美国联邦航空总署对于飞航集系统单独使用无法满足美国联邦航空总署对于飞航集成性成性 (Integrity)、精确性、精确性(Accuracy) 、可用性、可用性(Availability)的飞航要求的飞航要求2)美国美国2000年开始提供年开始提供WAAS, 保证保证:3)精确度精确度(27公尺公尺)4)完整性完整性(指示传输讯号指示传输讯号)5)随用性随用性(99.999%时间内可收到讯号时间内可收到讯号)及可靠性及可靠性.暨南大学 胡矗明61全球功能別GPS銷售金額比例0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%20032008200339.7%10.50%9.80

48、%9.80%9.40%7.90%12.90%200846.60%7.50%8%10.40%10.50%5.90%11.20%汽車導航汽車導航 地圖量測地圖量測航空航空娛樂娛樂資產測量資產測量航海航海其他其他暨南大学 胡矗明62全球功能別全球功能別GPS產品銷售金額比例產品銷售金額比例： 2003軍事6%娛樂10%追蹤1%地圖量測11%時間校正3%資產測量9%其他用途3%航空10%通訊0%汽車導航39%航海8%資料來源:ABI暨南大学 胡矗明63全球功能別全球功能別GPS產品銷售金額比例產品銷售金額比例： 2008汽車導航47%通訊1%航空8%航海6%軍事6%娛樂10%追蹤1%時間校正1%地圖量測7%資產測量10%其他用途3%資料來源:ABI暨南大学 胡矗明641.车辆追踪、车队管理车辆追踪、车队管理 1)除除GPS接收器外得另接收器外得另加传输部分，加传输部