第8章GPS

GPS接收机的结构和工作原理同济大学赵静海洋与地球科学学院，2009.5.25 GPS使用GPS技术进行军事运输，导航和导航ͨͨ测量和运输渣感扬GPS系统由三部分组成: 太空卫星星座: 21颗工作卫星，3颗备用卫星. 地面控制系统: 1个主控制站，3个注入站和5个监视站. 用户设备部分: 接收GPS卫星信号以获得必要的信息，数据处理后完成相应的工作. GPS硬件通常由主机，天线和电源组成. GPS信号的定义结构信号通道的工作原理分类术语1.定义能够接收，跟踪，转换和测量GPS卫星信号的. 大多数使用石英钟. 2. GPS结构天线单元GPS主要由GPS天线单元和GPS接收单元组成. 接收单元的天线单元包括: 天线；前置放大器天线单元的主要功能: 从卫星接收电磁波信号；将电磁波信号转换成电流；放大信号电流；对信号电流进行频率转换；天线特性: L1平均1 r1相位中心2 r2L2的平均相位中心相位中心，增益模式，带宽，极化天线的几何中心和平均相位中心X几何中心X平均相位中心r cos相位中心偏移几毫米到几厘米Y几何中心Y平均相位中心r sin天线高度-从标记到平均相位中心所在平面的垂直距离相中心变化: 与信号的高度角和信号入射的方位角有关是小. 天线类型: 单极天线微带天线单极天线螺旋天线四线螺旋天线微带天线空间螺旋天线后腔平面螺旋天线四线螺旋天线后腔平面螺旋天线空间螺旋天线天线特性: 单极天线单频或双频（双极结构），需要更大的背板，稳定的相中心，简单的结构，微带天线，简单的结构，单频或双频，低边角（适用于机载应用），低增益，使用最广泛的螺旋天线四线制螺旋天线-单频，难以调整相位和极化模式，非方位角对称，增益特性好，不需要地板空间螺旋天线-双频，增益特性好，侧面视角大，非方位角对称后腔平面螺旋天线接收单元由信号通道，微处理器，存储器，显示和电源组成.

主要功能: 记录GPS信号并对信号进行解调和滤波，恢复GPS卫星发送的导航信息，解决信号传播时间和站点之间的载波相位差，获取导航定位数据或进行后测量处理获取定位，速度，时间和其他数据. 内存信号通道微处理器的输入输出功率三，信号通道GPS卫星信号通过天线路径进入；通过组件，数字电路及其他硬件和专用软件；跟踪，分离，处理和测量卫星信号，获取工作所需的数据和信息；信号通道类型: 根据信号的跟踪方式: 多通道；顺序通道；多路通道；根据工作原理: 码相关型（P71）通道；方型（P192）通道;码相通道（P193）;顺序信道，复用信道和多信道: 码相关信道，方信道和码相位信道: 四，GPS接收机的工作原理接收机的主要任务是: 根据一定的卫星高度测量卫星被捕获并跟踪这些卫星的运行；对接收到的GPS信号进行转换，放大和处理，并测量和解释GPS信号从卫星到接收天线的传播时间. 计算GPS卫星发送的导航消息，并确定站点的三维位置是实时计算的，甚至是三维速度和时间. GPS信号不仅需要功能强大的软件gps接收机的主要任务，还需要GPS数据后处理软件包.

加处理软件包是完整的GPS信号用户设备！四，GPS接收机显示控制器的工作原理天线前置放大器信号功率部分指令数据供电，控制微处理器信息控制数据供电部分数据存储器NMEA 0183数据格式$ GPAAM-Waypoint到达警报$ GPDCN-Decca位置$ GPDPT-Depth $ GPFSI-频率设置信息$ GPGGA-全球定位系统固定数据$ GPGLC-地理位置，Loran-C $ GPGLL-地理位置，纬度/经度$ GPGRS-GPS测距残差$ GPGSA-GPS DOP和活动卫星$ GPGST-GPS伪距噪声统计数据$ GPGSV-GPS卫星视图$ GPGXA-TRANSIT位置$ GPHDG航向，偏差和变化$ GPHDT航向，真实$ GPHSC航向操纵命令$ GPOSD自己的船上数据$ GPR00-Waypoint主动航线（非标准） ）$ GPRMA推荐的最低特定Loran-C数据$ GPRMB推荐的最低特定导航信息$ GPRMC推荐的最低特定GPS / TRANSIT数据第四，GPS接收机的工作原理$ GPRMC，104700，A，4388.18 18，N，12530.3904，E，001.9、336.9、130405、013.6，E，A..07 CRLF ＄志GP字，用S表单字符G替代，建议使用小显示位$ P表XR表速度是XM的G表X表“ P显示U，值”“ Sea XCX具有R最T显示O. 磁栅，在该值中，X是MXCG短K表Y表D表. True表示通过X型，M / _XC接地P小” YD编号TX表度类型，如图所示，对于字母M移位S.表示精细，M地址YI. MX根据语言表达；表纬度是U天航V磁Y，显示了西M“确认1域”.

ET表的Y语句0用Y表示，其程度为“航程. 方向偏向Y状态. 网格偏向2，值YY表示Y4程度” . 值是7X，移到年代表_. “小H返回标准h” Y，0DX一起，值，时钟（，X值，H，显示单位，0Y值显示为E侧，“ XA车记录编号代表”，XYY开始” YT，X值2.好，应该分为“更改为NSX点Y. 表Y表4EMY显示. XV警告标志. ”很好，“ Y确认系统小如表A. X标记在表X之前， S行显示表X表，学校公告或XY为Y，S到位. 设置S时，“显示X标准”显示3，福东显示“ YY检查S”. W年表，南Y.北9和.XVY，度数X较小的度数模制YX9“ H时间段显示，是的，经度和纬度，ZXY表格在7YX计数后的H值. 类型，-”，秒表，语言. YX，A2表格X，1，点，前. 在ZM时钟上标记0，句子X位置类型4“前面4”表准M显示0类型值校准，. ，该位在表5中显示. 该数字在测试中显示. 1 X位，“” 3在WEX之后的第X个显示数据”和第0个波束之间. 第4个月；在“ 04之后”，表格的第5部分显示4，显示和显示. ，东D. 西AD经典. ，CRLFNMEA 0183数据格式第五，根据的工作原理对GPS进行分类: 码相关型使用码相关技术获得伪距观测值. 平方型接收机使用载波信号的平方技术来去除调制信号，以恢复完整的载波信号. 用相位计测量接收机中产生的载波信号与接收到的载波信号之间的相位差，以测量伪距观测值.

混合结合以上两个的优点，您可以同时获得码相位伪距观测值和载波相位观测值. 干涉仪接收机使用GPS卫星作为源，并使用干涉仪方法确定两个站之间的距离. 第五，根据的用途对GPS进行分类: 导航型这种类型的主要用于移动载波的导航. 它可以实时给出载体的位置和速度. 根据不同的应用领域，这种可以进一步分为: 车载类型，用于车辆导航和定位；航海型，用于船舶导航和定位；航空类型，用于飞机导航和定位. 星载型，用于卫星导航和定位. 测量测量主要用于精密大地测量和精密工程测量. 它们配备了功能齐全的数据处理软件. 它们具有较高的定位精度，复杂的仪器结构，并且价格昂贵. 时间这种主要使用GPS卫星提供的高精度时间标准进行时间服务，并经常用于天文台和通信中的时间同步. 第五，GPS接收机的分类是基于接收机的载波频率: 单频机单频接收机只能接收L1载波信号，测量载波相位观测值进行定位，不能有效消除电离层的影响延迟. 它仅适用于短基线（<15km）的精确定位. 双频接收机可以同时接收L1和L2载波信号，消除了电离层对电磁波信号延迟的影响，可用于长达数千公里的精确定位.

双频机5. GPS根据的信号通道类型进行分类: 根据具有的信号通道类型，它们可以分为: 多通道，顺序通道，和多路通道. 机. V. GPS接收机的分类GPS手机: GPS手机是根据GPS的基本原理设计的. 它们结构紧凑，易于携带，并使用全天候实时定位和导航设备. 好的手持设备的必要条件是: 高灵敏度，大存储容量和完整的外部接口. GPS手持机可根据用途分为陆地型，空中型和海洋型. 陆基GPS手持设备通常没有内置地图，主要使用航点记录. 选择相应的航路点可以自动生成路线. 内置天线使模型紧凑，是使用最广泛的GPS设备；空中型提供极高的灵敏度的全球空域地图和区域地图，适合在高速旅行的飞机上定位；海事类型的内置全球海图，超大屏幕提供了可以固定在船体上的支撑支架和天线. V. GPS的分类GPS的常见品牌: Trimble，Ashtech，Thals，Leica，Topcon，Novatel，Garmin，摩托罗拉6. 术语坐标: 当GPS可以从4颗或更多卫星接收信号时，它可以计算本地3D坐标: 经度，纬度和高度. 如果它只能接收来自3颗卫星的信号，则它只能计算2D坐标: 经度和纬度. 这时，它可能还会显示海拔数据. 但是此数据无效.

上海的纬度约为北纬31.2度. 这个地方的经度是1度276公里，1分钟1.42公里和1秒23.69米. 您可以选择某种显示模式，并更改数字以与地面移动多少距离相对应，以便仪表记住gps接收机的主要任务，这可以在纬度和经度与实际里程之间建立粗略的对应关系. 航点（地标或航点）: 存储在内存中的点的坐标值. 航路点是GPS的数据核心，它是“路线”的基础. 标记航路点是GPS的主要功能之一. 通常，GPS可以记录3000个或更多的航路点. 第六，术语路线（Route）: 是存储在GPS存储器中的一组数据，包括起点和终点的坐标，还可以包括几个中间点的坐标. GPS72可以存储50条路线，每条路线包含50个航路点. 航向: GPS不具有向北箭头功能，并且在静止时也不知道方向. 但是一旦移动，它就能知道其移动方向. GPS每秒更新一次当前位置信息. 通过将每个点的坐标与上一个点的坐标进行比较，可以知道行进方向. 实验1: GPS接收机的使用时间: 2009.5.27位置: ...实验目的: 了解GPS接收机的工作原理；了解GPS的结构；使用GPS进行定位，导航和测量；实验1使用GPS的要求: 认真，实事求是，团结合作；必须参与每个实验链接，共同完成实验任务，并独立完成实验报告.

实验设备: GARMIN GPS 72卫星信号，Mio P350导航系统，记录板，记录纸；实验内容: 定位；导航: 沿轨道或路线导航；测量距离和面积: 使用轨道测量距离和面积；实验1使用GPS接收机GPS测量之前的注意事项: 15°截止高度角以上没有障碍物；周围没有反射表面，不会引起多径效应；安全地避免通过行人和车辆；应该有强辐射源（例如广播电台，电视发射天线等）；可靠的电源；正确的配置参数；卫星几何强度因子GDOP≤8；结束

本文来自电脑杂谈，转载请注明本文网址：
https://www.pc-fly.com/a/shumachanpin/article-283011-1.html