美国GPS系统现状及其技术特征分析讲解
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帅平
(中国空间技术研究院
口口自2000年以来,为了进一步提高 GPS系统的导航定位精度,增强系统的连续性、完好性、可用性、抗干扰和自主生存能力,美国积极推进GPS系统的现代化,使之成为国际卫星导航的标准系统。GPS系统现代化采取的技术措施和步骤包括:①关闭选择可用性 (SA软件;②新增军用M码和民用 L2C码;③增设民用频率
L5;④实施新一代GPS一3系统计划。当前,正处于GPS系统现代化的第2阶段,即部署现代化改造卫星系列GPS一2RM。本文在简要论述GPS系统现状的基础上,详细分析了GPS~2系统星座在轨备份与维持技术、卫星系列与长寿命、有效载荷技术、自主导航技术、导航信号调制技术和控制站现代化改造等最新技术特征,以及GPS一3系统技术进展,为我国卫星导航系统建设规划提供参考。
1GPS系统现状
截至2007年7月,GPS星座拥有30颗在轨运行卫星,包括15颗GPS一2A卫星、12颗GPS一2R卫星和3颗GPS一 2RM卫星。其中,在第1~4轨道面上各有5颗卫星;在第5轨道面上有4颗卫星;在第6轨道面上有6颗卫星。当前的 GPS星座已不是早期设计的经典Walker 24/3/2星座构型,而是趋向于一种6个轨道面的卫星均匀分布与非均匀备份混合星座构型。这样的星座设计能够保证导航卫星信号的全球连续性覆盖,满足系统可用性指标要求,有利于实现接收机自主完好性监测(RAIM,从而获得安全可靠的高精度导航信息。
用户测距误差(URE是评价卫星导航系统性能的关键指标,与系统地面控制部分和空间星座部分密切相关,由卫星星历及时钟误差在用户至卫星视线方向的投影计算得到。在图1中展示了1990一 2005年URE均方根误差,即用户测距精度(URA的长期统计结果。从图1中可以得出,自1995年GPS星座具备完全可操作能力以来,URA提高了62%,到 2005年已达到1.1m。随着GPS一2R/ 2RM卫星系
列的部署,加入星间链路测距数据,进一步减小了URE值。2007年 2月21日统计的GPS星座30颗卫星的 URA值已达到o.74m。
可见,GPS系统用户测距精度逐渐提高是GPS卫星系统技术不断演化及地面控制站升级和完善的结果,能满足军民用户高精度导航应用需求。
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图1GPS系统用户测距精度持续改进过程
2GPS一2系统的技术特征分析
2.1GPS星座在轨备份与维持技术
GPS星座在轨备份策略随着星座演化而不断完善,取得了良好的实际工程应用效果。每次发射进入GPS星座的替补卫星,并不是对退役卫星站位的简单替换, 其具体站位是由备份策略优化计算得到的。近8年来,GPS星座在轨卫星数量一直保持在28颗以上,在表1中给出了在此期间发射的GPS卫星及相应的退役卫星轨道面和站位分布情况。从表中可以看到,发射GPS替补卫星与相应的退役卫星在分布轨道面和站位上没有必然联系,甚至不在同一轨道面上。
表12000—2007年发射的GPS替补卫星与退役卫星分布情况
PRN 替补卫星退役卫星
编号卫星系列号发射日期轨道面站位卫星系列号退役日期轨道面站位
16GPS一2R一82003一01—29B/1GPS一2—32000一03一04E/3 21GPS一2R一92003—03—31D/3GPS一2—82002一09—25E/2 22GPS一2R一102003—12—
21E/2GPS一2A一182002—12—03B/6 19GPS一2R一112004—03—20C/3GPS一2—42001一09—11K渔 23GPS一2R一122004—06—23'f≮ GPS一2A一102003—1l一13D/5 02GPS一2R一132004—11—04D/1GPS一2—22004一05—12B/5 17GPS一2R一14M 2005—09—26C/4GPS一2—52005—02—23D/6 31GPS
一2R一15M 2006—09—25A/2GPS一2A一192004—12—28C/3 12GPS一2R一16M 2006—11—17B/5
15GPS一2—92007—03—14D/5注:表中PRN编号指的是伪随机噪声编号。
事实上,GPS星座在轨备份策略是根据星座全球连续覆盖监测结果、系统性能指标、星座卫星健康状态、运载和发射能力、新型卫星研制状况、卫星及星座可靠性预算、发射时刻、发射场地,以及系统现代化进程等多种因素的量化数据,采用GPS星座备份策略优化设计与分析软件, 计算得到替补卫星的部署轨道面和站位。针对退役卫星对星座全球覆盖性能的影响评估结果,对星座卫星站位进行动态配置。例如,在2003年7月一2007年7月, 美国就对4颗GPS一2A卫星进行了站位调整,以满足星座全球连续覆盖性能指标要求(见表2所示。
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表2GPS一2A卫星站位动态调整情况 PRN 轨道站位编号编号卫星系列号面2003年7月 2007年7月 24GPS~2A一11D 1625GPS~2A一12A 25
01GPS一2A一16F 4607GPS一2A一20C 45可见,导航星座在轨备份与长期维持策略属于多元决策变量、多目标和复杂函数的优化问题。GPS星座的长期维持策略逐渐由按计划发射方式向按需发射方式过渡,其替补卫星部署轨道面和站位随发射时刻动态优化确定,以满足全球定位精度、连续性、完好性和可用性等系统性能指标要求。 2.2GPS卫星系列与长寿命特征
目前,美国已发射了5种GPS卫星系列,即GPS一1、GPS一2、GPS一2A、GPS一2R和GPS一2RM,共计55颗卫星,其中GPS一1—7和2R一1两颗卫星
发射失败。在表3中分别给出了5种卫星
系列的主要技术参数。从表3中可以看
到,GPS一2R卫星系列都采用了铷钟频标,已取代铯钟空间应用。星载铷钟稳定度为1×10。3~4×10。14(每24h,具有较小的热系数,毋需专门作外部热控系统设计,对于不可预见的热环境,能由附加的基板加热器进行环境温度调节,以保证铷钟正常工作。
, 表3已发射GPS卫星系列的主要技术参数
卫星系列 GPS一1GPS一2GPS一2A GPS一2R GPS一2RM
在轨质量/kg 50077498710751075
功率/W 40071070011361136
铯钟数/台 12200
铷钟数/台 22233
设计寿命/a 57.37.810lO
首次发射时间 1978—02—221989—02—141990—11—261997一01—172005—09—25
已发射数量/|颗 11919133
截至2007年7月,美国已发射了55颗GPS卫星,其中成功发射并退役的有 23颗卫星。在这23颗卫星中,仅有GPS一 1—5、2—7和2A一13卫星未达到设计寿命要求;GPS一2—9卫星在轨运行时间最长,达到16.6年,是其设计寿命的2.3倍;已成功发射并退役的10颗GPS一1卫星和13颗GPS一2/2A卫星的平均使用寿命分别为9.6年和11.5年。可见,GPS 卫星设计和研制技术,以及星座长期维持与运行管理技术已相当成熟。GPS卫星的长寿命特征是该系统获得空前成功的重要保障条件。
2.3GPS卫星有效载荷技术演化
根据GPS系统现代化进程,剩余的5颗GPS一2RM卫星将在2007年年内发射部署完毕,2008年将发射后续的GPS一 2F卫星系列。GPS一2F卫星在轨质量为1545kg,功率为2900W,设计寿命为12年。2013年,美国将实施新一代GPS系
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统计划——GPS~3。
GPS卫星有效载荷技术演化进程为:?GPS~l卫星系列属于双频率L1 (1575.42MHz和L2(1227.60MHz 基本型卫星,在L1频率上调制C/A码、 P1码和导航电文信号,在L2频率上调制 P1码和导航电文信号,因此也被称为原始概念验证卫星。该卫星系列由罗克韦尔 (Rockwell公司负责研制,反映了系统开发阶段的技术水平。
?GPS一2卫星系列是由Rockwell公司负责研制的标准型卫星。除具有GPS 一 1卫星的基本功能外,卫星有效载荷增加功能包括:核爆探测系统(NDS载荷; 人为降低广播星历和时钟参数精度的SA 软件;采取反电子欺骗(A—S措施,将军用P码加密为P(Y码;具有14天的导航电文存储能力。NDS信息通过L3 (1381.05MHz频率下传到地面信息分析中心,同时L3频率还用于传输导弹预警信息和其他方面。
?GPS一2A卫星为GPS一2的增强型卫星系列,具有180天的导航电文存储能力,。在缺乏地面控制系统信息支持的情况下,卫星自主播发导航电文,用户导航
定位精度逐渐下降。
?GPS一2R卫星为GPS一2/2A的替补卫星系列,由洛马公司负责研制,增加了星间测距与通信链路设计,具有自主导航功能。同时,卫星还具有在轨可编程能力,并采用了针对星载铷钟性能的先进时间保持系统,实现星上时间系统保持和无缝切换。可见,该卫星系列对有效载荷做了较大的技术改进,以满足现代卫星导航系统性能需求。
?GPS一2RM卫星是对8颗GPS一 2R卫星进行现代化改造的卫星系列,该卫星在Ll和L2频率上播发新的军用M 码,并在L2频率上播发民用测距码 (L2C。
L2C码具有灵活的信号结构、较强的数据恢复和信号跟踪能力,普通用户可利用双频测量伪距修正电离层延迟误差。M码比P(Y码具有较强的发射功率、抗干扰能力和保密性能,以及有利于直接捕获等优点,能更好地满足军用需求。
?GPS一2F卫星(见图2属于GPS一 2A/2R的后续卫星系列,由波音公司负责研制。该卫星将增加民用频率L5 (1176.45MHz,有利于保障民航安全, 修正电离层延迟误差,实时解算载波相位模糊度,削弱多路径效应影响等。同时, 卫星采取柔性的有效载荷软硬件设计,增强星问链路数据处理、网络通信及高速的上下行链路数据传输能力。卫星上行和下行数据传输速率分别达到2kbit/s和 1.9Mbit/s。
图2GPS一2F卫星
2,4GPS卫星自主导航技术
GPS一2R/2RM卫星具有自主导航功能。所谓自主导航是指导航卫星在长时间得不到地面测控系统支持的情况下,通过
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星间双向测距、数据交换及星载处理器滤波处理,不断修正地面站注入的卫星长期预报星历及时钟参数,并自主生成导航电文和维持星座基本构型,满足用户高精度导航定位应用需求的实现过程。其中,星间测距与通信链路是GPS卫星自主导航的核心技术,由星间信号发射机、信号接收机、馈电网络、发射天线单元、接收天线单元及信号与数据处理单元组成。GPS 卫星自主导航模式和技术特点在于:… ?星问链路天线星间链路发射天线采用独立天线单元,而接收天线由9个单元组成的平面直射阵列组成,其中1个单元位于阵列中心,其余8个单元围绕中心单元均匀布置,且馈电相位与中心单元反相,馈电幅度按比例配置。接收天线波束相位中心稳定,波束边缘增益可达到7dBi 左右。
?星间链路拓扑结构根据GPS星座构型和星间链路天线赋形设计,星问链路距离可达到49465km。对于24颗卫星星座,可以建立8~16条同轨道面前向和后向链路,以及异轨道面侧向链路。
?星间链路通信体制星间通信采用时分多址(TDMA扩频通信体制,通信频段为超高频(250~290MHz。每颗卫星分配1.5s的时间间隔用于双频测距或通信。对于24颗卫星星座,36s为1个子帧,900s为1个主帧。GPS一2R/2RM卫星星间链路测距周期可选择15“n、1h、 2h、3h、4h和6h,其中1h为缺省值设置。?自主导航信息处理流程星间测距与数据交换一星间测距与时钟参数修正一星座卫星完好性监测与评估一更新星历和时钟参数一修正星座整体旋转误差一重新拟合卫星星历和时钟参数一修正卫星时钟偏差一保存每小时检测点数据一生成导航电文。
?自主导航工作模式 GPS一2R/ 2RM卫星自主导航采取4种工作模式:①关闭模式,仅进行星间测距和数据存储;②滑行模式,星间测距、数据存储和递推、导航电文生成,以及更新电文播发至用户;③隔离模式,不使用其他卫星数据,卫星处理原有数据;④正常模式,执行全部自主导航操作。
将GPS一2R/2RM卫星星间测距数据下传到地面主控站进行分析处理,计算得到卫星自主导航URE时间序列(如图 3所示。从图3中可以看到:75天的 GPS卫星自主导航URE值在大多数情况下小于3m;在无地面系统支持的情况下, 40天以后的URE值具有逐渐增大的趋势。 GPS~2R/2RM卫星自主导航设计指标要求是在180天时间内URE值小于 6m,用户导航定位精度不会有明显下降。事实上,基于星间链路信息的导航星座自主导航,由于缺乏外部时空基准信息,不能消除或抑制星座整体旋转误差、地球自转的非均匀性误差和极移残差随时间累积,致使星座难于长时间自主运行。因而,在GPS一2F卫星设计中,其自主导航指标要求更改为,具有60天自主导航能力,URE值小于2m。
此外,美国正考虑采用一种导航星座“抛锚"技术,来解决GPS自主导航星座整体旋转问题。。通过地面站定期向星座卫星发射测距信号和调制数据信息,卫星自主进行信息处理,抑制星座不可观测性误差随时间累积。但是,这种通过建立星地链路的解决方式,又违背了导航卫星长时间自主运行的原则。
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图３ＧＰＳ卫星自主导航ＵＲＥ时间序列２．５ＧＰＳ卫星Ｍ码信号二元偏置载波ＢＰＳＫ（１０）调制信号跟踪测距精度与载噪比之间的关系。从图４中可以看到：伪码跟踪测距精度随载噪比增大而提高；在载噪比一定的情况下，ＢｏＣ调制信号跟（ＢＯＣ）调制技术在ＧＰＳ一２ＲＭ卫星上增加的军用Ｍ码采用了ＢＯＣ调制技术。ＢｏＣ技术不同于传统的二相移键控（ＢＰＳＫ）和四相移键控（ＱＰＳＫ）调制，是一种通过分裂频谱信号将能量偏移远离载波频带中心的有效信号的调制方式。利用ＢＯＣ技术调制的导航信号优势在于：踪测距精度高于ＢＰＳＫ调制信号；ＢＯＣ调制系数越大，其测距精度就越高。尽管采用ＢｏＣ调制导航信号具有诸多优点，但是ＢＯＣ调制信号的捕获与跟踪存在模糊度问题。ＢＯＣ调制信号的自相关函数属于多个峰值函数，主峰和次峰幅度差异较小，次峰幅度达到主峰值的７０％以上。若接收机错误锁定了次峰位?实现导航频段重用，减少信号相干损耗，抑制信号多路径效应，提高伪码测量跟踪精度；?增强信号抗干扰性能，以及简化信置，将会带来较大的伪距测量误差。因此需要采用不同于传统调制信号的捕获与跟踪新算法，以检测正确的自相关峰值。ＧＰＳ一２ＲＭ卫星在Ｌ１和Ｌ２频段上采用ＢＯＣ（１０，５）调制Ｍ码信号。２００５年９月２６日，成功发射了第１颗现号微波处理单元和多工器设计；?提高军用信号发射功率而不会干扰民用弱信号捕获，、有利于实现军用和民用导航信号的分离。ＢｏＣ常用表达形式为ＢｏＣ（ｍ，ｎ），其中ｍ、ｎ分别表示相对于次载波频率和扩频码速率与星载时钟基准频率的比值，ｍ与ｎ之比值称为ＢＯＣ调制系数。对于ＧＰＳ卫星，时钟基准频率为１．０２３ＭＨｚ，在图４中分别展示了ＢｏＣ（５，５）、ＢＯＣ（８，４）、ＢＯＣ（９，３）、ＢＯＣ（１０，２）和１０代化卫星ＧＰＳ一２Ｒ一１４Ｍ。２∞５年１２月１６日，该卫星正式播发Ｍ码信号，雷神公司率先对其成功捕获和跟踪，测试验证了Ｍ码信号的跟踪测量精度、编码加密及抗干扰等性能，Ｍ码信号功率较Ｐ（Ｙ）码的增强了１０ｄＢ以上。《国际太空》２００７年１０月号万方数据
＼目蜊蜒Ｌ亡廿孥鄹载噪比／ｄＢ图４基于ＢＯＣ信号调制方式的测距精度随载噪比的变化关系２．６ＧＰＳ系统地面控制站技术改造ＮＧＡ站并投入使用，其余３个站正在改建之中。此外，还要在美国西部的范登堡空军基地再建
设１个主控站作为备份。这样，确保任意时刻ＧＰＳ星座中的每颗卫星信号能同时被３个以上监测站跟踪，以提高卫星轨道及时钟参数预报精度，增强卫星信号完好性监测能力，提高控制系统的数据处理与传输能力，减小用户测距误差，持续改进ＧＰＳ系统性能。ＧＰＳ地面控制站现代化改造是增强ＧＰＳ系统性能的重要内容，包括软件和硬件两个方面。ＧＰＳ精度改进议案（ＡＩＩ）提出了地面控制站技术改造措施，其目标是进一步减小卫星星历及时钟误差，提高用户导航定位精度。目前，ＧＰＳ地面控制系统软件已升级到Ｖ５．２版本，软件修改内容包括：①改进卫星轨道测定及预报算法；②改善卫星时钟管理与监测机制；
③缩短导航电文数据龄期；④减小监测站位置误差；⑤完善３ＧＰＳ一３系统技术与研究进展尽管ＧＰＳ一２系统应用获得了空前成分布式卡尔曼滤波算法、传输软件和数据处理流程等。地面控制站技术改造包括：功，但是其系统结构框架源于２０世纪七八十年代的规划设计和技术基础，存在诸多自身难于克服的缺陷，包括导航信号精度、可用性、完好性、安全性、可监测性和抗干扰性能，以及星座异常事件的快速反应能力等，不能满足未来军事、民用和①更换地面监测和注入站天线、原子时钟、计算机及其网络设备；②在原有５个监测站的基础上，将卡纳维拉尔角预发射协调站扩建为监测和注入站；③改造分布于全球的美国国家影像制图局（ＮＩＭＡ／ＮＧＡ）的１１个ＧＰＳ跟踪站，纳入地面控制系统网络，目前已改造完成８个商业用户的更高要求。因此，ＧＰＳ一３将采用全新的设计方案，融合配置各种技术资源，克服ＧＰＳ一２系统缺陷，并具有向１１《国际太空》２００７年１０月号万方数据
后技术兼容能力，以满足未来３０年系统技术扩展和用户需求。３．１自主管理功能，并在Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５和Ｌ６频段上调制导航及相关信号。卫星设计寿命为１５年，质量为１７９６蛞，可以常年发射到任意轨道平面，不存在发射窗口约束问题，其主要技术特征在于：?高速和精确指向的星问链路。ＧＰＳ一３ＧＰＳ一３系统发展规划２０００年５月，美国空军宣布启动新一代ＧＰＳ系统计划——ＧＰＳ一３，并进行系统顶层与星间链路分析论证，洛马、光谱宇航和波音公司共同负责系统设计与实现。该计划分为４个阶段：２０００一２００５年为系统概念研究和可行性论证阶段；２００６—２００８年
为关键技术攻关与仿真试验阶段；２００９—２０１２年为工程研制阶段；卫星将继续提供更高速率的星间链路网路，保证星间信息传输和地面控制系统的实时测控操作。?高功率的点波束发射天线。在强干扰的敌对环境条件下，ＧＰＳ一３卫星启用点波束发射天线，同时增强２个指定区域的信号功率，保证军用接收机能够接收导航信号，且导航定位精度不受影响。利用点波束天线使卫星信号功率增强２７ｄＢ，而军用接收机天线和信号处理模块可以获得１１ｄＢ增益，因此系统具有３８ｄＢ的抗干扰能力，满足美国军用导航战需求。?实时完好性监测功能。ＧＰＳ一３系２０１３年以后进入ＧＰＳ一３卫星发射部署和试验验证阶段。２００７年８月，洛马和波音公司分别提交了ＧＰＳ一３卫星第１阶段合同的竞标书。ＧＰＳ一３卫星合同包括３个阶段：第１阶段是２０１３年之前交付８颗ＧＰＳ一３Ａ卫星，合同价值２０亿美元；第２阶段是在２０１６年之前交付８颗ＧＰＳ一３Ｂ卫星；第３阶段是２０１９年之前交付１６颗ＧＰＳ一３Ｃ卫星。首颗ＧＰＳ一３卫星预计于２０１３年发射。目前已完成了ＧＰＳ一３系统结构与需统建立高速的星地和星间链路网络，提供了故障事件的近实时报警和处理机制。只要接收到１颗卫星信号，就可以获得整个星座信息，卫星自主进行故障诊断和处理，确保用户获得安全可靠的导航信息。?星载灾害报警系统。ＧＰＳ一３卫星增加灾害报警系统，提供基本搜救服务。通过在超高频（４０６ＭＨｚ）上调制求定义、需求分析研究、操作概念模式研究及通信网络与星间链路论证等，并开发了一套性能强大的集成ＧＰＳ仿真系统（Ｉ—ＧＰＳＳ）软件，进行星座设计与系统性能分析。ＧＰＳ一３将采用３个或６个轨道面，轨道倾角为５５。，轨道高度暂定为２０１９６ｋｍ，２７颗中地球轨道（ＭＥＯ）卫星与４颗或９颗地球静止轨道（ＧＥ０）卫紧急事件呼救信号，并转发至ＧＰＳ一３卫星。卫星通过Ｌ６（１５４４ＭＨｚ）频率星配置的星座设计方案，确保由ＧＰＳ一２到ＧＰＳ一３星座的平稳过渡。３．２及时播发呼救信息至地面搜救中心，将增强现有的国际卫星灾害报警系统“科斯帕斯搜索与救援卫星”（Ｃｏｓｐａｓ—Ｓａｒ—ｓａｔ）的搜救能力。?增加Ｌ４（１３７９．９１ＭＨｚ）频率。ＧＰＳ一３卫星技术特征ＧＰＳ～３卫星（见图５）系列将继承和完善以前ＧＰＳ卫星平台及有效载荷的成熟技术，具备柔性的在轨可编程和冗余硬
件１２ＧＰＳ一３卫星考虑增加Ｌ４频率，用于修《国际太空》２００７年１０月号万方数据
正由太阳辐射电离产生的大气层延迟误差，进一步减小用户等效测距误差，提高导航定位精度。结构、通信性能、测距性能、鲁棒性能及数据流的路由处理方案等。星间信息包括上传更新卫星信息、控制指令、星间测距数据、星载敏感器数据、星上更新软件、多任务通信、以及用户设备更新软件等。?星地通信链路网络ＧＰＳ一３要求构建高速的卫星跟踪、遥测与遥控（ＴＴ＆Ｃ）星地通信链路网络，其上下行数据传输速率要求高于ＧＰＳ一２Ｆ，分别达到２００ｋｂｉｔ／ｓ和６Ｍｂｉｔ／ｓ。当前ＧＰＳ采用的ＴＴ＆Ｃ通信频段Ｓ（１７５５～?增加Ｌ１Ｃ码信号。ＧＰＳ一３卫星将在Ｌ１频段上增加Ｌ１Ｃ码信号，并采用ＢＯＣ（１，１）调制方式，与欧洲“伽利略”系统Ｌ１频段信号兼容，进一步提高民用导航系统性能。１８５０ＭＨｚ）将用于地面电信通信业务，因此ＧＰＳ一３将考虑采用ＵＳＢ测控体制，其频段为Ｓ（２０２５～２１ｌｏＭＨｚ）。同时，还考虑采用Ｃ频段测控体制。２００３年国际电信联盟（ＩＴＵ）规定：Ｃ（５．ｏ～５．ｏ３ＧＨｚ）频段为无线电导航卫星专用频段，其中Ｃ（５．ｏ～５．ｏ１ＧＨｚ）和Ｃ（５．０１～５．０３ＧＨｚ）频段分别用于上、下行测控和导航信息传输。Ｃ频段上行信息包括控制指令、星上更新软件和用户设图５ＧＰＳ一３卫星备更新软件等；Ｃ频段下行信息包括遥测信息、星载敏感器数据、测距数据和多任务通信等。３．３ＧＰＳ一３系统信息传输体制ＧＰＳ一３系统信息传输网络设计，要求支持导航信息可靠传输、自主导航、完好性监测和具有可扩展能力，降低对海外测控站的依赖。ＧＰＳ一３系统信息传输体制包括星间测距与通信链路网络和星地通信链路网络两个方面：?星间测距与通信链路网络当前４结束语当前，ＧＰＳ系统正在进行现代化技术改造和新一代卫星导航系统规划。通过综合分析ＧＰＳ系统发展状况和技术特征，总结出卫星导航系统技术的发展方向是：导航系统兼容性、区域信号增强、信号加解密与调制、星座自主导航及导航与通信一体化等。借鉴国外卫星导航系统的先进技术和经验，积极开展关键技术研究，促进我国卫星导航系统技术发展。■ 收稿日期：２００７一０８—２２１３ＧＰＳ星间链路采用超高频段，ＧＰＳ一３将考
虑采用Ｋａ（２２．５５～２３．５５ＧＨｚ）、Ｖ（５９．３～６４ＧＨｚ）和激光频段建立星间链路，以满足星间精密测距和高速信息传输需求。星间链路网络设计包括网络拓扑《国际太空》２００７年１０月号万方数据
浅析城市道路与交通工程系统分析
浅析城市道路与交通工程系统分析 发表时间：2018-11-09T14:42:03.797Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第19期作者：付丽娜 [导读] 机动车在市场上的保有量的增加，在我国许多大城市交通拥堵现象已成为正常现象，交通问题的产生也越来越多。 黑龙江省宏盛建筑工程有限公司黑龙江省肇东市 151100 摘要：城市道路与交通工程复杂而精细，本文简要介绍了道路与交通工程分析的作用、目的和步骤，对模型的建立和运行以及如何进行定性定量分析进行了阐述，总结了道路与交通工程系统分析的主要内容，为城市道路交通系统分析提供理论依据。 关键词：城市道路；交通工程；分析；总结；依据 前言 机动车在市场上的保有量的增加，在我国许多大城市交通拥堵现象已成为正常现象，交通问题的产生也越来越多。引起城市交通拥堵的原因是多方面的，根本原因是城市的交通需求和交通供给失衡，所以需要针对交通系统进行分析和解决。 1 基本概念 1.1 城市道路与交通工程复杂而庞大，在规划、设计和修建时往往要涉及数以亿计的资金投入，而营运管理中每天都关联着数千辆车辆直接或问接的运行效率和经济性。工程系统分析是探讨规划、设计、修建和营运管理工程系统的方法，其任务就是为管理部门提供合理配置和使用资源、选择最佳方案的分析工具。城市道路与交通工程系统就是针对道路与交通工程规划、设计、修建和营运管理问题的特点综合系统分析方法论、优化技术、微观经济概念预测方法和决策理论等学科知识，进行资源配置和方案选择的方法。 1.2 工程系统分析的步骤。系统分析作为决策者的一个有力工具，对决策者改善政策、制定质量以及实施有效领导等方面有重要影响，其基本步骤如下： （1）明确目标：在进行系统分析时，第一步要做的就是对系统和系统范畴进行明确定义，清楚了解系统的环境以及系统各个组成部分之间的关系等；接着就是对反映系统行为、性能或者性状的数据进行大量采集，选择相应的评价标准和评价指标，对现有系统的性能和状态进行定性描述和定量评价时，通过数据分析的利用加以实现；完成评价后，应该调查并预测现有系统当下和将来的需求，并与现有的系统实际状态和使用系能进行类比，进一步使得现有系统存在问题的内容和范围都有所确定。根据这些分析依据来对现有系统开展价值分析，讨论后确定接受度高且实现性强的系统整改的目标和目的。 （2）可选方案的提出：按照系统的问题和所定的目标及目的对多个可能的方案进行可行性分析和筛选，多次进行系统分析和系统评价，从众多改进法方案中筛选出可行性较高的方案。 （3）选择方案的分析评价：在上一个步骤中已经完成了各项方案的分析，因此这时应该依据按照表征系统的行为、性状和特征模拟所得到的一个或数个模型细致的技术、经济政治可行性分析，对系统实施后的各种状态进行计算分析。 （4）方案的选择与决策：完成系统分析后，系统分析员需要将结构化分析结果用概述的形式传给决策者，说明评定指标和标准，表明系统目的和目标的确立依据，提供可行的参考方案并对各方案实施的效果进行比较分析，在讨论中系统分析员可以提出自己的一些建议和看法。 （5）方案实施和反馈：系统分析结果的验证是在确定方案实施过程中和结束后需要进行的基本步骤，验证的结果是分析方法和分析选用参数修整完善的基本依据，后期新方案和性政策推荐可以以此为构建基础并适时推出。 1.3 城市道路与交通工程系统。道路与交通工程的规划、设计、修建和后期运作管理是城市道路与交通工程系统分析的主要对象。这些问题的基本特征与微观经济概念预测法、系统分析方法论、技术优化、决策理论等相结合就是实现资源优化配置和最佳方案的选择的依据基础。城市道路与交通工程庞大而复杂，投入甚大，各管理部门的资源优化配置和最佳解决方案的选择是工程系统分析工作的主要内容。 2 模型的建立与运行 模型是将系统和问题的全貌以立体直观的方式呈现给决策者的一种工具，通过直观的呈现各种问题来加强决策者的决策能力，在城市道路与交通工程系统的分析过程中模型是必不可少的。模型的一个重要作用就是使分析员能够根据具体模型来分析各种各样的变量、因素以及关系之间是如何相互依赖、相互作用的，通过分析来推测可能对系统产生影响的各种行为、性状、性能等，进一步对方案的效果进行评价，对方案进行必要的完善。所以，模型的建立是城市道路与交通系统分析的重中之重，其建立和运行步骤如下：初步设计、根据现有数据初步证实、通过模型预测新情况、根据实际偏差改进模型。 3 城市道路与交通系统分析的主要内容 3.1 线性规划与图论。线性规划是运筹学中的一个分支，运筹学会通过运用图解法、人工变量法、单纯形法等求解方法来将所分析的问题具体呈现出来。通常情况下，使用线性规划有两个目的：一个目的是根据任务要求，采用最省资源的方式完成工作；第二个目的是根据被限定的资源，采用最佳方案经济有效地完成任务。 同时，作为运筹学另一个分支的图论则是以“图”的形式来反映庞大而复杂的工程系统以及管理问题，其最优结果通过数学方法求得。通过情况下，要分析完成某项任务的最少时间、最省费用、最短距离等，都可以通过图论的方法来进行。 3.2 网络技术。这里所说的网络技术跟我们日常生活中所理解的网络技术不同，作为图论的一个分支，其主要的表示方法有箭线图和顺序图，主要工作第一步是对承接的工作展开项目分析，并依据分析结果绘制出与预期要求相符的网络图，若通过分析绘制得到的网络没有达到预期要求目标，分析人员就可以结合时间、资源、费用等因素的影响对原图进一步调整优化，以达到最终的满意效果，在施工组织和施工计划管理的过程中往往会用到网络技术。 3.3 预测与决策。预测与决策是两个不同的概念，预测是以某件事物的历史资料为依据，采取科学的方法和逻辑推来对该事物的发展趋势进行预测分析，并对估计结果进行客观评价，然后再调对人们的行动进行调节引导；而决策则是指在众多可选方案中选择出可行性最佳的执行方案。 3.4 技术经济分析与评价。在道路工程中，在可行性研究阶段需要用到技术经济评价，技术经济评价是对成本和效益动态计算并最终得出定量评价依据的一种手段，所采用的研究方法包括有工程经济学的理论和方法，通过分析来说明某个方案的优劣。
北斗+GPS光纤拉远授时系统
GPS/北斗光纤拉远授时系统有效解决TD-SCDMA基站选址难题 中国移动建设运营的第三代移动通信TD-SCDMA-SCDMA网络是严格要求同步的 TD-SCDMAD系统，目前基站的时间同步由单一GPS授时系统实现。传统GPS授时系统， 由于拉远距离、工程施工和抗干扰能力等受限因素，限制了TD-SCDMA系统采用BBU+RRU 光纤拉远分布式基站的优势发挥，在TD-SCDMA站址选择日益困难的现状下，进一步加剧 基站选址的难度，已经成为TD-SCDMA站址选址的瓶颈。 在TD-SCDMA网络工程建设中，TD-SCDMA站址选择成为基站建设的重点问题，需主 要克服以下几点：首先，GPS天线与基站BBU侧的接收机通过射频馈线连接，射频馈线较 粗而且韧性差不易弯曲，其工程施工的难度限制了BBU与天面的拉远距离，极大地降低了BBU机房选址的灵活性；其次，射频馈线的信号衰减性限制了GPS射频信号的传输距离，拉远距离为百米之外就需要增加线路补偿放大器，加装放大器既增加了故障维护点又加大了施工难度，进一步加大新增站址的BBU机房选址灵活性；另外，GPS卫星系统属于美国军方，将使TD-SCDMA系统的正常运行受制于人，非常情况下，卫星系统一旦关闭或受干扰，TD-SCDMA系统将工作紊乱和瘫痪，整网安全存在很大隐患。 在TD-SCDMA网络建设过程中，GPS授时系统的替代解决方案一直是中国移动研究的 课题之一，大唐移动与中国移动持续加强创新合作，面对网络工程建设中的实际问题，推出了GPS/北斗双模一体化光纤拉远授时系统解决方案。该方案采用GPS/北斗双模一体化设计，相比传统GPS授时系统在拉远距离、工程实施、抗干扰能力、美化天面外观、安装维护便 捷性等方面有明显的优势，可实现TD-SCDMA系统天线和GPS/北斗天线的共抱杆安装，给GPS/北斗天线布放及基站选址提供了极大的灵活性，有效解决了网络建设中的基站选址难题，满足运营商快速建网的需求。 GPS/北斗光纤拉远授时系统解决工程施工难题 针对传统GPS单一授时系统普遍存在的传输距离受限、施工困难、易受干扰及安全隐 患的问题，为适应更广泛的布站场景，本方案采用GPS/北斗双模一体化设计，并且采用光 纤拉远的方法有效解决工程施工中传输距离受限和施工困难的难题。一体化GPS/北斗光纤 拉远授时系统方案，就是在天面部分将GPS/北斗天线与接收机进行一体化设计，接收机输 出的PPS与TOD信息通过光纤拉远的方法传输给基站机房内的BBU，BBU时钟恢复模块恢复PPS和TOD信息，并且传送到BBU需要同步的模块。基站设计不再需要考虑接收机的类型（GPS/北斗）、型号、厂家、尺寸等一系列问题，只需要基站和拉远接收机有相同的标 准接口和时间传输机制（如图1所示）。
风电的发展现状及展望
风电的发展现状及展望 Prepared on 24 November 2020
论文题目：我国风力发电的现状及展望
摘要 风是地球上的一种自然现象，全球的风能约为，其中可利用的风能为2X107MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。其能量大大超过地球上水流的能量，也大于固体燃料和液体燃料能量的总和。在各种能源中，风能是利用起来比较简单的一种，它不同于煤、石油、天然气，需要从地下采掘出来；也不同于水能，必须建造大坝来推动水轮机运转；也不像核能那样，需要昂贵的装置和防护设备。另外，风能是一种清洁能源，不会产生任何污染。与其他新能源相比，风能优势突出：风能安全、清洁。而且相对来说，风能是就地取材，且用之不竭，在这一点上，风电优于其他发电。 关键词：风力资源丰富；风电安全且清洁；风能用之不竭 目录
第1章绪论 引言 气候变暖将对全球的生态系统、各国经济社会的可持续发展带来严重影响在尽量不影响生活水平的情况下，透过全球气候升高这个现象，我们现目前必须的意识到节能减排的重要性，而改变目前现状的最直接有效的方法就是选择清洁型（相对于煤石油等而言，对于植物动物等一系列生态环境污染相对而言较少甚至可以达到零的能源）能源来替代传统的火力发电。如：水能、太阳能、风能和核能等。风力发电是目前最快发现的最快的清洁能源，且风能是可再生能源。对它加以使用相对而言能使得时下大地所遭受的环境问题得到一定程度的改善，风力发电与传统发电进行相比较风力发电不会产生二氧化碳以及其他有害气体，所以对风能加以利用，这样能相对有效的改变目前世界所面临的环境问题，这样大大的避免造成臭氧空洞以及形成酸雨之类的自然危害，也有利于降低全球的气温。所以加大风力发电建设是改善现目前世界环境的一个有效途径。在国际上对于新能源的开发这一方面做了许多调查和研究，通过调查研究发现在这一方面德国是做的最好的，从上个世纪80年代末起至今，在德国的风电机组总功率即使已越过1万兆瓦的大关，并且已完成了近万个风力发电机组的安装，所占比例已达到了全球风力发电总量的1/3，然而数据研究表明德国近年来减少了约1700万吨的的温室气体排放，所以通过德国温室气体的排放量减少说明开发风力发电等新能源是减少全球气温升温和减少温室气体排放的有力途径。德国竭力用实际行动为《京都议定书》的减排目标迈出了一大步。我国在风力方面也有着相当丰富的资源，可被开发利用的风能储量约10亿kW左右。 本论文的研究背景及意义 根据气候变化专门委员会（IPCC）的调查研究并所给出的第三次评估报告提供的预测结果显示，预计到22世纪初大地平均气温或许会增高—℃。以及伴随着国民日常需求的的不断提高，经济的高速发展，国民的用电量也日益增长，伴随着电力结构的不断调整优化，技术装备水平的逐步提高，发电机组的不断增大以及技术装备水平的逐步提高。随着大自然给予我们不可再生能源的衰竭、对于用电量的不断升高、全球气温的升温以及生态环境的破坏，对于开发新能源发电已成为迫在眉睫的事情。而我国疆域广阔并且有着十分丰富的风力
暖通通风系统的设计的重要性分析
暖通通风系统的设计的重要性分析 发表时间：2018-10-16T16:13:03.137Z 来源：《基层建设》2018年第24期作者：张媛媛 [导读] 摘要：随着人们生活水平的不断提高，人们对居住建筑提出了更高的要求，要求建筑物不仅能够为人们提供一个温度、湿度适宜的居住环境和工作环境，同时对室内空气的质量也提出了更高的要求。 福斯特惠勒（河北）工程设计有限公司河北省石家庄市 050000 摘要：随着人们生活水平的不断提高，人们对居住建筑提出了更高的要求，要求建筑物不仅能够为人们提供一个温度、湿度适宜的居住环境和工作环境，同时对室内空气的质量也提出了更高的要求。在暖通空调的使用过程中，虽然可以为人们提供个舒适的环境，但是室内的空气质量却变得不容乐观，尤其是一个新型材料的使用，严重的影响了室内的空气质量，通过暖通通风系统的设计来提高室内空气质量势在必行。本文介绍了暖通通风系统概述，分析了建筑暖通空调设计要点。 关键词：暖通空调，设计；要点 建筑作为人们生活的场地，在其实际设计过程中，应该注重对建筑的实用性以及建筑的舒适性设计，只有在实际设计中保障了建筑设计的舒适性和实用性，这样才能够为人们的生活需求提供保障。作为建筑实用性设计中的一项重要设计，暖通设计在建筑的设计中占据着重要的位置，要想全面的提升暖通在建筑节能设计中的应用，就应该在实际设计过程中，加强对建筑节能暖通设计应用中的相关策略进行研究。 一、暖通通风系统概述 暖通通风系统就是将室外的空气进行一定的处理输送到室内，同时将室内产生的废气通过一定的处理排放到大气中，其实就是一个空气交换的过程，对于改善室内空气质量是非常重要的。暖通通风系统其实包含两个方面的重要作用，一个是将室内的质量低下的空气排出到室外，一个是将室外的新鲜空气经过一定的处理之后补充到室内来。对于补充到室内来的空气，一般需要经过过滤，将空气中的有害物质等去除，然后在经过一定的加热和冷却交换到室内来，这样在将新鲜的空气置换到室内过程中，还能够提供一个温度适宜的环境。 二、暖通通风系统设计的重要性 随着空调的不断发展，人们逐渐意识到了空调的能耗过大的问题，并且也在通过一定的措施对能源的消耗进行控制。在最开始的时候，工作人员往往通过增强建筑物的密闭性、减少新风量来实现节能。在这方面，发达国家的做法非常明显，通过增强建筑物的密闭性来实现节能，并且取得了良好的效果。通过增强建筑物的密闭性，可以使空调的负荷有效降低，从而实现节能。现阶段，空调在湿度和温度方面的控制已非常熟练，但是对空气质量的模拟却还缺少很多基础参数，导致室内空气的污染计算以及控制模拟都难以实现。导致空调在使用的过程中会严重污染室内的环境。虽然通过一系列的节能措施，取得了一定的节能效果，但是也对室内空气的质量在造成了一定的不利影响。暖通通风系统的设计就刚好可解决室内空气质量低下的问题，最终提高室内空气质量。 三、建筑暖通空调设计要点 1、设计规划。在进行建筑暖通空调的设计中，进行设计规划是一个必要的环节。需要在确保室内状况优良以及低能耗标准的基础上，合理有效地对送风系统、冷辐射吊顶系统以及空气去湿系统等进行应用，可以按照辐射形式为核心制冷技术，对各个设备所发出的热量进行最大程度的平衡。不仅如此，在使用冷辐射吊顶系统的时候，必须要将其和送风系统紧密连接。只有这样，才能通过暖通空调系统确保建筑室内具有较高的空气质量。为了保证建筑室内的湿度合理，去湿空调系统的应用也是必不可少的。此外，在对建筑暖通空调设计方案进行规划时，还必须对设计方案的经济性进行考量，尤其是需要加强成本方面的控制。只有在成本方面做到精确的控制，才能促使建筑暖通空调设计方案具备较高的经济效益。 2、计算空调负荷。对于建筑暖通空调的设计而言，对冷热负荷进行计算是必须的环节，其计算所得的各种数据也是支撑暖通空调设计方案的关键数据。比如，在设计民用建筑的暖通空调系统时，如果对冷热负荷的计算不准确，就会导致暖通空调的设计方案在系统上出现漏洞，引起暖通空调系统不完善，在功能发挥上会出现一定的短板。这不仅会导致暖通空调系统的预算投入加大，还会导致其在运行过程中的能耗以及维护费用不断加大。因此，在设计暖通空调系统的时候，必须加强对冷热负荷的计算，必须依照实际的负荷数据进行计算，绝对不可凭借经验公式估算了事。 3、设置水力平衡装置。水力平衡装置的设置是暖通空调设计中的重点。首先，需要对管理和系统的流量体系进行平衡，确保其科学合理。其次，设计变流量系统的时候，必须对压差控制阀做好动态性的设置，使其能够可靠的代替系统中出现的动态流量。然后，在设置静态水平衡阀时应该加强其和对应的热力口联系，并将水利计算和系统调节等方面数据作为动态流量平衡阀整体性的依据，确保不平衡的情况尽可能降至最低。最后，在相应的新风机组管路上需要设置动态平衡电机的调节阀，实现调节功能的最大提升。 4、通风系统设计。通风系统设计时会涉及到装机容量的问题，但是在实际容量和设计容量之间一般会出现较大的偏差，这和通风系统的设计要求是不相符的。根据对通风系统的实际设计方案进行分析，发现引起这一问题的原因主要是在设计过程中对各个环节安全因素的处理不到位，导致装机冷机容量超出了冷负荷的计算结果，导致超出部分的冷量完全发挥不了作用。 四、建筑暖通空调设计中应该注意的问题 1、合理科学选择空调系统。在建筑暖通空调的设计中，选择空调系统是比较关键的工作，需要确保所选用的空调系统具备良好的功能，并且能够适应周期性的负荷变化。选择空调系统的时候，虽然一个性能优良的方案可能会导致前期一次性成本的增加，但是，其可以有效减少后期运行中容易出现的一系列常见问题，降低后期的运行成本。不仅如此，后期运行安全稳定，其所产生的间接经济效益也是非常显著的。从建筑的基本特点分析，其运作时间主要集中在白天，夜间运作程度很低。因此，空调系统的自动化控制程度必须要高，能够实现智能化的调节，根据建筑运作的实际情况适时调整空调系统的运行状态，实现节能的目的。 2、暖通空调设计标准必须严格规范。暖通空调系统作为建筑的一个功能性系统，其所担负的作用是很重要的。在设计暖通空调方案的时候，必须严格规范相关的设计标准，切实按照设计标准展开设计工作。在实际的设计工作中，经常出现管道敷设坡度不合理的问题，尤其是在冷冻水管道的敷设方面，由于施工条件存在限制。总的说来，在建筑暖通空调设计中，必须严格遵守相关的技术标准，并且要对其设计过程和方案加强监督检查，以确保暖通空调的设计规范。 3、加强适应性和可操作性的考量。所谓适应性，就是指暖通空调系统所发挥出的作用与建筑实际需求之间的匹配程度，匹配度越高，暖通空调方案的适应性也就越强，匹配度越低，暖通空调设计方案的适应性也就越低。而可操作性是指暖通空调方案的施工和运行过
校园【道路运输】系统分析[001]
道路系统分析 1、安农大现状道路系统概况 (1)校园交通系统的重要性 校园交通系统是校园空间的骨架, 它不仅承担了人流、车流的组织、疏通的责任, 而且起到辅助划分功能分区的作用。在总体规划中，应当将交通与路网的布局方案作为一个重点思考。交通组织的好坏直接影响到校园规划的优劣力求使校园交通组织做到人、车分流，动、静分流，保证从宿舍到任何功能区都步行都能在十分钟内。处理好教学与实验区、生活区和体育活动区三者之间的距离关系，要便于学生的体育课程和日常锻炼需求，更要因避免过长的距离造成大量的自行车流涌向教学区，既不安全又不安宁。 （2）安农大校园交通路网介绍 由于农大是一所不断扩建的老学校，仅有一个校区，在路网规划方面显得不是么系统化，多呈枝状。主要路网用于连接一些重要建筑：如八教、九教、一教以及各个大门。次一级的路网则结合学生的流量，方便学生到各个教学区。 从南门到体育场是一条明显的轴线，这是老校区建设规划的一条主轴。但是这条轴线并不完全是车行道，是一条实轴虚轴结合的视觉轴线，连通一教、八教以及其中的花园。
（3）现状问题分析 （4）农大道路特点 相比较车行道的不合理，农大的景观路做得颇有意境。 为了弥补主路网的部分不通达和混乱，农大有许多小路，并且许多路是结合景观绿化来做的。一教后方的小花园自然不用说，还有一些穿梭于绿地之间的铺装路，体现了农大的特色。 2、规划设计原则 道路的设计时要兼顾现状场地属性、校园的标志性建筑、校园景区及重要景观的观赏视线等要素, 强调步移景换的视觉效果, 增强空间体验的丰富性。
3、校园道路系统的分类： （1）按功能分：机动车道、非机动车道 （2）按性质分：交通性道路、生活性道路 （3）按主次分：主路、次路、支路 4.安农大校园路网具体规划设计 为了更好的切合农大的不规则地形，我们将主路网 设计成S型，次路网到达各个组团，支路结合组团内的景 观设计，为同学们营造更优美的校园环境。 一教鸟瞰生活区效果图 中心区鸟瞰生活区鸟瞰
基于ARM的GPS同步授时系统设计.
基于ARM的GPS同步授时系统设计 摘要：基于国际航海标准NMEA-0183为数据协议，以保证电力系统精准授时为目的，通过ARM微控制器STM32f103rbt6和高精度GPS接收模块NEO-5Q为核心控制数据采集和传输，实现了GPS同步授时的设计方案。系统采用GPS接收模块接收卫星发送的标准数据串，通过微控制器对GPIRMC最小定位信息中的时间数据进行筛选和处理，最后经上位机授时软件对本地计算机进行成功校时，保证了系统的可行性。 关键词：NMEA-0183；Codex-M3；STM32f103；CPS 时间同步在工业应用中是十分重要的基础工作，特别是对时间要求较高的电力系统。近年来，电力系统大多采用不同厂家的计算机监控系统、谐波分析系统、故障录波装置、微机保护、电能质量计费系统等，时间数据大多是设备提供自己独立的时钟，而时钟因产品质量差异，在对时精度上都会有一定的偏差，从而使整个系统不能在统一的时间基础上进行数据的分析和比较，给事故后采取正确的故障分析判断带来很大的困难。 由于电力系统传统的时间同步方法只能保证全系统时钟误差在毫秒级，很难达到目前要求的精度。GPS同步授时系统具有授时精度高、范围广、可靠性高全天候且又不受各种干扰影响的特点，因此，采用GPS同步授时系统比采用传统的时钟设备有着明显的优势，并且可广泛应用于对时统精度较高的行业中。 1 GPS同步授时系统原理 如图1所示，整个系统以Cortex-M3为内核的ARM微处理器 STM32f103rbt6为核心，并采用瑞士U-Blox公司NEO-5Q GPS数据接收模块接收卫星数据，微处理器从卫星数据中提取标准UTC时间码同时将其转换成标准北京时间码传输给本地计算机，最后由上位机授时软件对本地计算机进行校时，完成授时过程。 1．1 ARM微处理器STM32f103rbt6 STM32f103rbt6是意法半导体公司一款基于Conex-M3内核的32位微控制器，它主要应用于智能仪表、变频器、工控网络、高端家电和操作界面等领域。STM32f103系列微控制器开发简单，有丰富的语句代码库，与ARM7TDMI相比运行速度最多可快35％且代码最多可省45％。综合考虑选用了此款微控制器为本系统的核心。 该微控制器特点如下： 1)Cortex-M3内核、哈佛总线结构(可达90 DMIPS)； 2)20 K字节的SRAM，128 K字节的Flash；主频72 MHz，可在系统编程； 3)带唤醒功能的低功耗模式、内部RC振荡器、内置复位电路； 4)在待机模式下，典型的耗电值仅为2μA，非常适合电池供电的应
传统通风系统与诱导通风系统比较分析
传统通风方式和诱导通风方式在几个方面做了比较 本文由地源热泵https://www.sodocs.net/doc/cc16585002.html,提供下载 一、概述 随着人民生活水平的不断提高，城市的中、小型汽车保有量正在飞速增长。因此，停车难的问题就急显突兀，地下停车场、车库的建设也就随之而发展。瞻园商城坐落在繁华的夫子庙地区，瞻园路和东牌楼交叉的路口。考虑到夫子庙是步行街，各类交通工具禁止通行，瞻园商城地下车库为此而建。该地下室为复式车库面积为8169平方米，除去设备用房（变配电房，冷冻机房，水泵房等）车库面积约7000平方米,层高为-5.2米。 作为地下车库，解决通风和防排烟问题是设计的主要内容之一，所谓车库的通风，也就是要排除汽车尾气和汽油蒸汽，送入新鲜空气。以便有害物（这里主要指CO）的含量稀释到国家规定的卫生标准要求。防排烟也就是满足火灾时的排烟要求，以保证火灾发生时迅速排除滞留烟气，限制烟气的扩散，保证人员和车辆安全撤离现场，减少伤亡。 常规地下室的通风方式为全面通风方式，即按划分的若干个防火分区，有若干个送、排风系统。这些系统同时兼做火灾时排烟系统，即所谓的“合二为一”。而这些系统因为风量较大，都是由庞大的风管组成，这种复杂庞大的通风管道，不仅占用空间高度，使车库的使用率降低，还大大提高建筑物地基的开挖成本、土建投资和设备投资，系统繁杂，安装工作量大，投资高且难以变动，避免不了风管与其他管线（电缆桥架、喷淋管道、上下水管道）的打架问题。这一问题在车库面积有7000多平方米的本工程设计中尤为突出，而应运而生的诱导式通风方式恰恰能避免或者说克服了上述的矛盾。 二、诱导式通风系统的原理及系统特点 诱导式通风系统就是利用射流的诱导特性，在送风口处导入新鲜空气，采用超薄型射流器以高速喷出的空气主流，诱导及搅拌周围大量的空气，一方面稀释车库内空间的有害气体，另一方面带动空气沿着预设的流程至设定方向，从而达到在进风口处引入新风，在排风口处顺利排出废气的目的，保证了车库空间良好的换气效果，从而达到通风的目的。随着射流程距喷嘴距离的增加，射流速度及诱导作用逐渐减小，因此到达一定射程后，必须有另一台射流器来衔接，从而形成“气流推拉作用”，使整个空间产生流动的速度场。笔者综合两者后发现，诱导式通风的确具备了系统的简洁美观。因为无风管，系统变得简单。其整齐美观的外型，更能体现停车场的现代感，提升了车库的品位。气流方向可以随意调节，适应不同的建筑形式达到最佳配置，气流畅通无死角，整体空间内新鲜空气分布均匀，混合效果好，废气被充分稀释，室内空气品质良好。利用物理特性导引风量，无管路阻力损失，故节省电力，运行成本低。设备体积小，重量轻，安装工艺非常简单，施工成本大为降低，单相220V电源，电路安装十分简单，采用高质无油式轴承电机，无需定期添加润滑油，维修量很小，又采用了高效低噪音凤机、消声箱和符合空气动力学特性曲线的高速喷嘴，故噪音也低。 三、传统通风系统与诱导通风系统的经济性比较 针对本工程，两种通风系统的原理图如下图所示 3.1 降低土建成本 图一采用射流诱导通风系统后，地下停车库层高可由5.2米降为4.6米，节省的土建造价有： 节省开挖土方量：8000 X 0.6= 4800m3 节省钢筋混凝土量：370 X 0.3 X 0.6=67 m3 节省支扩量：370 X 0.6=222 m2 开挖土方节省资金：4800 X 25=120000元 钢筋混凝土节省资金：67 X 2500=167500元
美国农业生产结构的发展历史和现状_刘仲齐(1)
美国农业生产结构的发展历史和现状 刘仲齐 蒋建国 美国的农业生产在本世纪中叶实现机械化以后,其生产结构和组织体系发生了巨大的变化。最近50年,通过采用新技术、新品种和开发新资源,美国的农业生产率平均每年以1.6%的速度递增,其发展速度明显高于以前的各个时代。进入90年代以来,一个农民生产的食品可以满足128个人的需要。 农业的发展与农业生产结构的变化密切相关,在以畜力为主的原始农业中,家庭农场是美国农业生产的主体,虽然有多种农民组织试图规范农业生产的规模和产品质量,但都未能成功。农业实现机械化以后,经理负责制的大农场迅速崛起,农业生产与工业生产的差别日趋减少,农场成为一个依靠市场信息和指导计划进行粮食生产的车间,其生产规模和产品质量都受到了严格的监控。现代交通设施和通讯网络使农业和其他行业处在完全相同的竞争大环境中,其他任何一个行业的迅速发展都会给农业带来意想不到的影响,这就迫使农场主不得不积极主动地调整农业生产结构,以保证自身在国内市场和国际市场上的竞争力。 一、农场规模和数量 农场是美国农业生产的基本单位,也是最古老、最活跃的经营单位。在实现农业机械化以前,美国有大大小小的农场630多万个,最小的农场规模只有1.2hm2,大多数属于家庭所有的自给自足型,生产方式简单。1920年以后,农业机械逐步取代了畜力和人力,至40年代末,绝大部分农场实现了农业机械化。与此同时,在政府的引导和各种农民的帮助下,通过租赁、转让、合并等形式,许多专业化、机械化、商品化程度很高的大农场逐渐发展起来,到1950年,农产品销售额超过2.5万美元的大农场已逾10万家。这类大农场在管理方式上采纳取了董事会领导下的经理负责制,与传统的家庭农场已截然不同。在此后的40多年中,随着通讯技术和生物工程技术的发展,农场规模迅速扩大,到1995年,农产品销售额超过4万美元的大农场已逾70万家,整个农场的数目下降到了206万家左右。 从土地面积来看,1950年,平均每个农场拥有土地约90hm2,1995年扩大到189hm2,其中以粮食作物为主的农场,其平均土地面积达到了430hm2。 农场规模的增大,有效地提高了生产的计划性,同时也增加了农场的风险。调查结果表明,产量和价格的波动对大农场产生的不利影响远大于家庭农场。这主要是因为农产品的资金周转率较低,前期投资和后期收益之间的距离既增加了贷款,利息,又加重了经营者的心理负担。但对于大型的专业农场而言,转向所需的固定资产投资很大,而且同样面临着严峻市场竞争。所以大农场的管理者把减少农业风险的希望寄托在科学研究和横向联系上,试较通过加强信息交流和充分利用新技术来保证价格的稳定性。据调查,1950年以来,各种农民组织提供的科研经费一直高于美国农业部提供的研究经费。产业和科研紧密结合笔相互依赖,使美国的农业科技成果转化率高达70%以上。 二、农场类型 根据农产品的销售量在农场总收入中所占的比例,美国的农场分成两大类:一类是以农业收入为主的农场,称之为商业农场;另一类是非商业农场,包括半工半农型、别墅型、观赏型和其他各种不以赢利为目的的农场。在机械化、专业化的进程中,变化最大的是商业农场,在追求高额利润的过程,商业农场的市场内容和市场规模处在不断的变化之中。生产周期相对稳定、产后加工业发达的畜牧业一直在美国农场中占多数,并呈上升趋势。据统计, 1995年从事各种畜牧业为主的农场占美国农场总数的33.1%,在中小型农场中,这类农场占的比例更高。由于市场的需求量的限制,粮棉型农场的市场规模保持在相对稳定的水平上,随着农场土地面积的增加,这类农场的数量呈下降趋势。特别是以生产小麦、玉米、大豆等大宗粮食作物为主的农场,其集约化和现代化程度远远超过了其他农场,其平均土地面积为430hm2,比总体平均值241hm2。 非商业农场的农产品外销量仅占农产品销 20
GPS授时系统
GPS授时系统设计 摘要：使用GPS25一LVS OEM板(接收机)接收卫星信号，通过串口异步通信把数据传送给89C51单片机，单片机通过并口控制LED显示，从而实现GPS准确授时．同时，介绍了GPSOEM板输出的数据形式，并采用NMEA_0183格式中最常用的“$GPGGA”格式输出，由“$G —PGGA”数据输出格式可编写出相关的接收程序． 关键词：GPS授时；0EM板；秒脉冲 0 引言 时间信号的准确与否，直接关系到人们的日常生活、工业生产和社会发展．人们对时间精度的要求也越来越高．天文测时所依赖的是地球自转，而地球自转的不均匀性使得天文方法所得到的时间(世界时)精度只能达到9 10-．因此“原子钟”广 10-，“原子钟”精度可达12 泛运用到精密测量和日常生活、生产领域．GPS接收机授时系统是利用接收机接收卫星上的“原子钟”时间信号，然后把数据传输给单片机进行处理并显示出时间，由此可制作出GPS精密时钟．目前已有专门用于授时的授时型接收机，可以提供ns级的精确时间，但由于其价格昂贵，多数用户难以接受，因此无法普及．本文采用具有定时功能的GPS 0EM板的串口输出的协调世界时进行授时，可提供经济、实用、准确的公众时间，避免了因时钟不准确给生活、生产带来的不便．． 0.1 GPS系统简介
1973年12 月，美国国防部组织陆海空三军联合研制新一代的卫星导航系统：“Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Positioning System”，意为“卫星测时测距导航全球定位系统”，简称 GPS。原系美国国防部军事系统中的一个组成部分，现已广泛应用于航海、航天、测量、通信、导航、智能交通等诸多领域。它是新一代精密卫星定位系统，是现代科学技术迅速发展的结晶。 GPS 是一种全球性、全天候的卫星无线电导航系统，可连续、实时地为无限多用户提供。由于 GPS 定位技术具有精度高、速度快、成本低的显著优点，因而己成为目前世界上应用范围最广、实用性最强的全球精密授时、测距和导航定位系统。这个系统向全球范围内的用户提供高精度的三维位置和精密时间信息。 0.2 GPS系统的组成 GPS 系统主要由 3 大部分组成，即空间星座部分、地面控制部分和用户设备部分（图 0-1）。 图 0-1 GPS 系统的组成 （1）、空间星座部分
通风系统隐患排查分析制度通用版
管理制度编号：YTO-FS-PD729 通风系统隐患排查分析制度通用版 In Order T o Standardize The Management Of Daily Behavior, The Activities And T asks Are Controlled By The Determined Terms, So As T o Achieve The Effect Of Safe Production And Reduce Hidden Dangers. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
通风系统隐患排查分析制度通用版 使用提示：本管理制度文件可用于工作中为规范日常行为与作业运行过程的管理，通过对确定的条款对活动和任务实施控制,使活动和任务在受控状态，从而达到安全生产和减少隐患的效果。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 一、井下采掘通风系统隐患排查工作由瓦斯员不间断进行。地面和矿井系统局部区域的通风系统隐患排查工作由安监站的安全员通风科测风员进行。要求每旬排查一次，发现问题，立即通知矿调度室。 二、通风部门下井人员下井时随时对通风系统进行排查，向通风科长反馈井下通风系统隐患排查问题及处理措施。 三、通风科每月至少组织二次对全矿通风系统重点隐患排查工作。 四、通风科每天召开所属队长碰头例会，对矿井通风系统隐患进行分析和处理。 五、通风科每月对通风系统隐患问题进行一次汇总分析，提出隐患问题的整改措施，并跟踪监督处理。 六、通风科每季度组织一次风量平衡会，由矿长技术员主持，安全矿长参加，对矿井通风系统的风量进行分析和调整，把需要生产部门配合的问题提交矿领导。 七、对排查出的通风系统隐患问题要及时召开通风专
交通系统分析---功能
交通系统功能分析 大纲 一、交通系统功能定义：（需要自行定义） 二、交通系统功能的分类方法：（列举各种系统功能的分类方法，确定一种方法，给出交通系统功能的组成） 1、分类方法简介 2、系统分类法 三、交通系统功能的组成(各子系统原理、实现途径、例子、子系统所衍生的系统、附属功能) 1、交通系统运输功能 （1）客运功能 （2）货运功能 （3）信息传递功能 2、交通系统服务功能 （1）停靠功能（停车场、飞机场、码头、车站） （2）收费功能（收费站） （3）后勤保障功能（加油站、维修站等） 3、交通系统战备功能 （1）应急起降功能（高速公路、快速路） （2）兵站服务功能（服务区、车站） （3）战储功能（交通枢纽） （4）防空功能（地铁、隧道） 4、交通系统附属功能 （1）美化功能
（2）应急功能 （3）促进功能（经济、科技） （4）引导功能 （5）其他功能 四、交通系统各功能之间的关系以及子系统之间的关系： 1、系统各功能之间的联系 2、子系统各功能之间的联系 3、系统各功能的相互影响 4、子系统各功能的相互影响 五、交通系统功能特性（优势、劣势、其它） 1、交通系统功能的积极方面 2、交通系统功能的消极方面 3、交通系统功能的整体特性 六、交通系统功能需求（智能、未来需求） 1、智能化需求（智能公交、智能交通、智能汽车） 2、物联网技术需求（物联网技术融入交通系统） 3、文化建设需求（长久性、发展性） 4、“绿色交通”需求
正文 一、交通系统功能定义： 通过对文献检索及资料查询，目前针对交通系统功能的定义尚未给出比较明确的概念，只是泛泛的对某一方面的功能给出相关解释。例如交通信息系统的功能是在进行交通信息的收集、传递、储存、加工、维护和使用，辅助交通参与者进行决策，以实现目标。 根据交通、系统功能的定义，结合交通系统的特性，对交通系统功能给出一种解释。交通是指从事旅客和货物运输及语言和图文传递的行业，包括运输和邮电两个方面，在国民经济中属于第三产业。系统功能是泛指系统的整体表现。从控制论的角度来说，系统功能是指系统的“输出”。对无机系统来说，功能是指它们的性能；对生物系统来说是就是机能；而对社会系统应该用功效（功能和效益）更为确切。因此，交通系统功能是指交通系统与外部环境相互联系和相互作用中表现出来的性质、能力、和行为。 二、交通系统功能的分类方法： 交通系统是社会系统的重要组成部分，它承担着物质、能量、信息的转运传输功能，维系着社会生产与消费的平稳运行。针对系统分类的方法很多，目前用的比较多的有决策树法、贝叶斯分类法、模式识别法、神经网络、系统论等分类法。根据交通系统的特性及作用机理，采用系统论的方法对交通系统功能进行分类。 系统论的基本思想方法，就是把所研究和处理的对象，当作一个系统，分析系统的结构和功能，研究系统、要素、环境三者的相互关系和变动的规律性，并优化系统观点看问题，世界上任何事物都可以看成是一个系统，系统是普遍存在的。大至渺茫的宇宙，小至微观的原子，一粒种子、一群蜜蜂、一台机器、一个工厂、一个团体等都是系统，整个世界就是系统的集合。 系统是多种多样的，可以根据不同的原则和情况来划分系统的类型。按人类干预的情况可划分自然系统、人工系统；按学科领域就可分成自然系统、社会系统和思维系统；按范围划分则有宏观系统、微观系统；按与环境的关系划分就有开放系统、封闭系统、孤立系统；按状态划分就有平衡系统、非平衡系统、近平衡系统、远平衡系统等等。此外还有大系统、小系统的相对区别。 总体来讲，系统论是研究系统结构与功能(包括演化、协同和控制)一般规律的科学系统论认为系统是由若干要素以一定结构形式联结构成的具有某种功能的有机整体，系统的功能是反映系统与外部环境关系，表达系统的性质和行为，
gps授时系统的应用
gps授时系统的应用 将局域网上各种需要同步时钟的设备的时间信息基于GPS时间 偏差限定在足够小的范围内，这种时钟系统便就叫做GPS授时系统。有源同步和无源同步 任何时间应用系统都应该具有维持时间增长和缩减，该应用系统的用户获取时间的事实上已经成为世界上大多数时间应用系统的基 本唯一途径就是访问系统的时间保持体系该时间保时间标准，用户计算机内部的时间同步必须与有源实践同步，即必须引访问系统时间保持体系的过程就是用户将自己的时入GPS的时间信号才显得有绝对的意义，在这里，我钟与内部时间基准同步的过程。由于该系统的内部们将计算机网络中能够起到维持时间增长、保持时间时间基 准与外部时间没有关联，同步过程仅限于内稳定的体系称之为时间服务器部。所以，我们可称之为无源同步或相对同步。 世界协调时与国际原子时保持一致，国际时间管理局将分布在世界25个国家的10多个原子时标经过加权平均以后得到的时间，并且，世界所有官方的标准时间系统都遵从UTC的跳秒。 UTC时间被称为绝对标准时间，用于研究时，同时也被称为自然的物理时间。GPS信号中的高精密时间信号主要由每颗卫星上装载的两个艳原子钟和两个铆原子钟来维持，并且通过地面控制站与UTC保持同步。GPS的时间信号事实上已经成为世界上大多数时间应用系统的基本时间标准，所以研究计算机网络的时间同步必须研究有源同步，即必须引入GPS的时间信号才显得有绝对的意义，在这里，我们
将计算机网络中能够起到维持时间增长、保持时间稳定的体系称之为GPS授时系统。 时间传递方法 从GPS到时间服务器的传递 从GPS将PTS信号通过计算机网络时间服务器传递到网络时间客户单元必须经过两个步骤:即先从GPS到时间服务器的直接时间传递,和从时间服务器到时间客户单元的网络协议传递。 直接时间传递技术主要包括3种类型6种方式第1种类型是编码型,主要有串行口RS232C时间编码和IRIG一B时统编码两种方式。 其共同特征是将年月日时分秒毫秒等时间信息以二进制、BCD或者ASCll编码方式定义到被传递的电平位和字节中去通常以异步方式传递,连接使用标准接口,使用相对方便简洁。 第2种类型是脉冲型,主要有1pps，lppm，lpph种方式,它们都是周期脉冲定时信号,这些脉冲信号都有着固定的上升沿宽度和脉冲宽度要求,并且其上升沿都严格与UTC保持优于lus的同步准确度。 第3种类型是频率参考信号,往往是一种伴生调制信号。 gps授时系统产品 GPS授时系统在先有的时钟服务器的基础上，又大幅度提高授时系统的各项性能指标，使得减少故障率及提高工作效率。基本上完全可以和国外先进的GPS授时系统相媲美。 GPS授时系统接收GPS卫星和北斗卫星授时时间信号，将标准UTC 时间信息通过网络传输，为网络设备提供精确、标准、安全、可靠和
中国与美国的农业概况比较分析
中国与美国的农业概况比较分析 摘要：中国与美国的经济发展模式有很大的不同，其中，农业发展模式就是一大不同点，本文将着重比较两个国家的农业发展状况及各自的特点，找出两个国家在农业发展过程中的不同点，主要包括农业发展的基本条件，生产方式，经营方式，农业出口状况以及政府政策等方面。此外，本文还将对两个国家的产业结构进行分析，从而对两个国家的农业经济及农村开发的重要性进行系统论述，并对两个国家的未来的人才需求提出合理建议。 关键字：农业比较分析建议 正文：中国自古是一个农业大国，农业的发展状况对中国的经济发展甚至是社会稳定都起到了重大的作用，中国的农业发展随着时代的变化已经取得了很大的进步，但是与美国相比，差距依然很大，主要体现在如下几个方面： 一，农业发展的基本条件差异 美国地处北美大陆南部，国土面积937万平方公里。美国拥有非常丰富的自然资源，对农业的发展有着起着非常重要的作用：美国本土主要介于北纬30-49度之间，本土气候主要是北温带和亚热带，全国大部分地区雨量充沛而且分布比较均匀，平均年降雨量为760毫米。土地、草原和森林资源的拥有量均位于世界前列。土质肥沃，海拔500米以下的平原占国土面积的55 ％，有利于农业的机械化耕作和规模经营。美国有丰富的淡水资源，与加拿大交界的五大湖驰名于世，其总面积有24.5平方公里。这些得天独厚的自然条件促进了美国的农业发展。 相比较而言，中国的农业发展条件就差的多，中国地处亚欧大陆的东南部，南北相距5500多公里，大部分地区位于北纬20-50度之间，以温带，亚热带为主，光热条件优越。但东西部的干湿状况相差比较大，东南部一般为湿润、半湿润地区，干燥度一般低于 1.5,西北部则以干旱、半干旱地区为主，且干旱区与湿润区各占国土面积的50%。此外，中国的土地状况不佳，中国土地资源的绝对量大，全国土地面积约为960万平方公里，居世界第三，但是人均明显低于世界的平均水平，中国的地形特点是山地丘陵多，平原少，不利于大型机械的耕作。这些条件都制约了中国农业的发展。 二，农业发展的生产方式差异 中国在农业生产专业化和规模上与美国差距较大，中国是大量的人种了大量的地，而美国是少数人种了大量地。 美国农业以家庭农场为主，所以美国农业生产是在农户家庭经营基础上进行的。由于许多合伙农场和公司农场也以家庭农场为依托，因此美国的农场几乎都是家庭农场，可以说美国的农业是在农户家庭经营基础上进行的。与此同时，由于农产品市场开拓、科技进步和大范围配置资源，促使农户分工分业，使生产要素向优势农户集中。专业化、集约化生产，加速了农户之间的兼并与重组，农场的数量不断减少。美国从事农业的人口数也在不断下降，到2006年，美国从事农业的人数为279.1万人，农业经济活动人口占总人口的0.9%，美国大约有20万农场主，其中，只有15%的农民是专职的，他们生产85%额农场品，其他的农民都是兼职的，大部分收入来自其他工作。 美国农场数量及规模 农场数量土地面积年份总计 (千个) 年变化量(千个) 总面积(百万英亩)