GPS接收机基本工作原理

GPS接收机主要由 1、GPS接收机天线单元；2、GPS接收机主机单元；3、电源三部分组成。

接收机主机由变频器、信号通道、微处理器、存贮器及显示器组成（见图4-8）。

1.GPS接收机天线

电特性前置器输入： 接收非接触式3300 htps16mm电涡流探头和延伸电缆的信号电源： 要求-19.6vdc至-26vdc，电流最大为12ma。2、接收部分： 接收部分为二次变频超外差方式，从天线输入的信号经过收发转换电路和带通滤波器后进行射频放大，在经过带通滤波器，进入一混频，将来自射频的放大信号与来自锁相环频率合成器电路的第一本振信号在第一混频器处混频并生成第一中频信号。对于放大后的信号，我们需要对它进行调制，最简单的便是用手台，但手台的选型非常重要，我们需要选全频段的手台，至少能够在接收137.7m的情况下，可采用wfm接收模式（由卫星的信号调制方式决定），带宽至少达到卫星下行信号带宽要求，一般为几十khz。

——天线与前置放大器应密封一体，以保障其正常工作，减少信号损失；

——能够接收来自任何方向的卫星信号，不产生死角；

——有防护与屏蔽多路径疚的措施；

——天线的相位中心保持高度的稳定，并与其几何中心昼一致。

GPS接收机天线有下列几种类型：

(1)单板天线

这种天线结构简单、体积较小，需要安装在一块基板上，属单频天线。

(2)四螺旋形天线

四螺旋形天线是由四条金属管线绕制而成，底部有一块金属掏板。这种天线频带寒风，全圆极化性能好，可捕捉低高度角卫星。缺点是不能进行双频接收，抗震性差，常用作导航型接收机天线。

(3)微带天线

苹果iphone 4采用了棱角分明的全平面后盖，同时机身左侧的音量键转为分离式设计而变为了两个圆形，另外机身上的电源、静音等按钮以及侧边框全部采用了金属材质打造，机身金属边框则是整个手机的天线，左侧部分为蓝牙、wi-fi和gps天线，右侧则是wcdma和gsm信号天线。频率组合 锁相环频率合成额定电压 dc7.4记忆频道 99个频道天线配置 橡胶天线天线阻抗 50欧工作方式 同频单工或异频单工接地方法 负极外型尺寸 89*53*29mm发射部分输出功率:4w调制方法 调频(f3e)最大频偏 ≤。外观方面，iphone7红色特别版采用圆融的金属机身设计，正面配备2.5d弧形玻璃，固态压感圆形指纹home键，背面则采用了简约的弧形天线设计，颜值高。

(4)锥形天线

锥形天线是在介质锥体上，利用印刷电路技术在其上制成导电圆锥螺旋表面，也称盘旋螺线型天线。这种天线可以同进出在两个频率上工作gps工作原理。锥形天线的特点是增益好。但是由于其天线较高，并且在水平方向上不对称，天线相位中心与几何中心不完全一致。因此，在安置天线时要仔细定向并且要给于补偿。

GPS天线接收来自20000km高空的卫星信号很弱，信号电平只有-50~-180dB;输入功率信噪比为S/N=-30dB。即信号源淹没在噪声中。为了提高信号强度，一般在天线后端设有前置放大器。对于双频接收机设有两路前置放大器以养活带宽，控制外来信号干扰，也防止f1,f2信号干扰。大部分GPS天线都与前置放大器结合在一起，但也有些导航型接收机为减少天线重量、便于安置、避免雷电事故，而将天线和前置放大器分开。

2.接收机主机

(1)变频器及中频接收放大器

经过GPS前置放大器的信号仍然很微弱，为了使接收机通道得到稳定的高增益，并且使L频段的射频信号变成低频信号，必须采用变频器。

(2)信号通道

信号通道是接收机的核心部分，GPS信号通道是硬软件结合的电路。不同类型的接收机其通道是不同的。

GPS信号通道的作用有三：搜索卫星，索引并跟踪卫星；对广播电文数据信号衽解扩，解调出广播电文；进行伪距测量、载波相位测量及多普勒频移测量。图4-10为相关通道的电路原理图。

从卫星接收到的信号是扩频的调制信号，所以要经过解扩、解调才能得到导航电文。为了达到此目的，在相关通道电路中设有伪码相位跟踪环和载波相位跟踪环。

(3)存贮器

（3）上装上电池，遥控时是对着接收直播器，按待机键打开接收直播器 ，这时电视会显示中星九号直播卫星电视的界面。这使得软件可以直接加载和处理最新的系列地球观测传感器拍摄的数据，减少了项目过程中数据转化的时间，比如：pleiade卫星。车载卫星天线接收就是接收卫星传送的电视信号,只要在卫星信号有效覆盖区内,都可以有效地接收,是真正的无缝链接,这就是卫星电视的移动接收.接收卫星电视节目是一种享受,移动卫星电视接收更是最高的追求,试想一下,无论走到哪里,无论坐在车上还是船上,都能收看到实时播出的电视节目,那是多么惬意的事情啊.移动接收中天线是相对”固定”的,这是相对于接收卫星而言的,必须时刻对准卫星,才能接收到卫星电视信号,否则什么也收不到.。

(4)微处理器

微处理器是GPS接收机工作的灵魂，GPS接收机工作都是在微机指令统一协同下进行的。其离要工作步骤为：

①接收机开机后首先对整个接收机工作善进行自检，并测定、校正、存贮各通道的时延值。

②接收机对卫星进行搜索捕捉卫星。当捕捉到卫星后即对信号进行牵引和跟踪，并将基准信号译码得到GPS卫星星历。当同时锁定4颗卫星时，将C/A码伪距观测值连同星历一起计算测站的三维坐标，并按预置位置更新率计算新的位置。

③根据机内存贮的卫星历书和测站近似位置，计算所有在轨卫星卫星升降时间、方位和高度角。

④根据预先设置的航路点坐标和单点定位测站位置计算导航的参数航偏距、航偏角、航行速度等。

⑤接收用户输入信号，如：测站名，测站号，作业员姓名，天线高，气象参数等。

(5)显示器

GPS接收机都有液晶显示屏以提供GPS接收机工作信息。并配有一个控制键盘。用户可通过键盘控制接收机工作，对于导航接收机，有的还配有大显示屏，在屏幕上直接显示导航的信息甚至显示数字地图。

3.电源

GPS接收机电源有两种，一种为内电源，一般采用锂电池，主要用于RAM存贮器供电，以防止数据丢失。另一种为外接电源，这种电源常用可充电的12V直流镉镍电池组，或采用汽车电瓶。当用交流电时，要经过稳压电源或专用电流交换器。

  gpsgps卫星用卫星用l l波段两种频率的波（波段两种频率的波（1575.42mhz1575.42mhz和和1227.6mhz1227.6mhz） 向用户发射导航定位信号， 同时接收地面发送的导导航定位信号， 同时接收地面发送的导航电文以及调度命令。车载卫星天线接收就是接收卫星传送的电视信号,只要在卫星信号有效覆盖区内,都可以有效地接收,是真正的无缝链接,这就是卫星电视的移动接收.接收卫星电视节目是一种享受,移动卫星电视接收更是最高的追求,试想一下,无论走到哪里,无论坐在车上还是船上,都能收看到实时播出的电视节目,那是多么惬意的事情啊.移动接收中天线是相对”固定”的,这是相对于接收卫星而言的,必须时刻对准卫星,才能接收到卫星电视信号,否则什么也收不到.。c波段和ku波段在同一卫星电视时,可以采用c／ku复合高频头同时接收,用切换器切换后,引入卫星接收机,这已属多星接收范围.此时的卫星电视天线应相应大些,如原用1.5m的c波段天线,若采用复合头,则选1.8m为好.当然c波段正馈天线也可用于ku波段接收,而ku波段偏馈天线也可接收c波段节目,这里也有一定技巧,限于篇幅,不再多述.。

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