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第8章GPSGSI，日本，1999年6月21日§8.1GPS及其分类系统1. GPS的基本概念GPS用户设备主要包括GPS及其天线，微处理器测量及其终端设备和电源. 和天线是核心部分，它们统称为GPS. 主要功能是从GPS卫星接收信号并对其进行处理以获得导航消息和必要的观测结果. 华东理工学院GPS接收机的结构如图所示. GPS的主要结构是天线前置放大器的信号处理器的主要结构微处理器导航计算机用户信息传输数据存储器外部传输振荡器电源控制GPS组成: 控制天线（带有前置放大器）信号处理器: 用于信号识别和处理. 微处理器: 用于控制，数据采集和导航计算. 用户信息传输: 包括操作面板，显示板和其他精密振荡器: 产生标准频率. 电源华东工学院控制的GPS根据组件的性质和功能分为: 硬件部分: 上述各种设备. 系统？软件部分: 支持接收机硬件实现其功能，并完成各种导航导航和测量任务. 包括内部软件和外部软件. 所谓内部软件，是指例如控制的信号通道，根据时间顺序测量每颗卫星的信号，并在中央处理器中固化自动操作程序的软件.

此类软件已与集成在一起. 外部软件是指用于处理观测数据的软件系统，通常以磁盘形式提供. 没有特殊说明，该软件通常是指外部软件. 东华科技大学计量科学研究院2.东华科技大学2.接收机类型（1）按工作原理划分: 与代码有关的接收机: 它可以生成与被测卫星测距代码结构相同结构的重复代码. 使用C / A码或P码，其条件是掌握测距码的结构，也称为编码. 平方接收机: 使用载波信号的平方技术去除调制码，以获得载波相位测量所需的载波信号. 本机仅使用卫星信号，不需要解码，也不需要掌握测距码的结构. 它称为无代码. ？混合接收机: 充分利用代码相关技术和平方技术的优势，同时获得代码相位和精确的载波相位观测值. 目前被广泛使用. 根据信号通道的类型来划分控制（东华理工学院2）: 多通道: 它具有多个卫星信号通道，并且每个通道仅连续跟踪一个卫星信号. 也称为连续跟踪. 顺序频道: 只有1-2个信号频道. 为了跟踪多颗卫星，在相应软件的控制下，根据时间顺序依次跟踪和测量每个卫星信号. 依次测量一个周期（超过20毫秒）需要花费很长时间，并且卫星信号的跟踪不是连续的. ？复用通道: 类似于顺序通道，它只有1-2个信号通道. 在相应软件的控制下，按照时间顺序依次跟踪和测量每个卫星信号.

花费一个很短的时间（不到20ms）来一个周期地测量一个周期，可以保持对卫星信号的连续跟踪. 3）根据接收到的卫星信号的频率: 控制（•单频（L）: 尽管导航消息提供的参数可用于校正电离层对观测的影响，但仅接收调制的L信号，但是由于校正模型还不够完善，精度也很差，主要用于在20 km的小规模测量中短基线精度定位. ？双频（L + L）: 可以同时接收L和L信号. 同时采用定量双频技术，消除或减弱电离层折射对观测和测量的影响，定位精度高1 11212华东理工学院控制研究所华东理工学院（4）按接收者用途划分: 导航类型: 用于确定船舶和车辆承运人，飞机等的实时位置和速度，以确保按照预定的路线航行e或最佳路线的选择. 通常，采用以编码伪距为观测值的单点实时定位或差分GPS（RTDGPS）定位，精度低，结构简单. 它便宜且被广泛使用. 勘测型接收机: 采用载波相位观测，相对定位精度高. 观测数据可以在测量后进行处理或进行实时处理（RTK），并且需要配备完整的数据处理软件. 它类似于导航型相比，结构复杂，价格昂贵. 定时接收机: 主要用于天文台或地面监测站，用于时频同步测量. §8.2GPS通道的概念控制信号通道可以理解为GPS卫星发射. 来自天线的信号进入的路径.

在的全向天线从水平面以上的天线接收到所有卫星信号之后，必须首先通过中的几个单独的信号通道将这些信号隔离以进行处理和测量. . 该通道由硬件和相应的软件组成. 每个频道在特定时间只能跟踪一颗卫星的一种频率信号. 当需要同时跟踪多个卫星信号时gps接收机是什么，原则上可以使用两种跟踪方法: 华东理工大学控制技术学院一是具有多个独立的硬件通道，每个通道可以连续跟踪一个卫星信号. 第二种方法是信号通道在相应软件的作用下跟踪多个卫星信号. 根据跟踪卫星信号的方式不同，信道类型分为: 排序信道，数量？顺序通道（多路通道），多通道（多通道）华东理工学院控制测量根据通道的工作原理，即信号处理和测量的不同方法，华东理工学院是被分成: ？代码相关通道（correlation channel）？方槽（方槽）？ §8.3接收机天线1.天线的作用和要求天线的基本作用是将来自卫星信号的能量转换为相应的电流，并通过前置天线进行频率转换. 放大器来跟踪，处理和测量信号.

东华控制科学技术学院天线的基本要求: ？天线和前置放大器应整体密封，以确保在恶劣天气条件下仍能正常运行. ？天线应为全圆极化: 天线必须覆盖整个上半球，并且在天顶处没有死角，并确保它可以接收来自天空中任何方向的卫星信号. ？天线必须采取适当的保护和屏蔽措施: 例如，添加基板以尽可能降低信号的多径效应，以防止信号干扰. ？天线的相位中心与其几何中心之间的偏差应尽可能小且稳定. 华东理工大学控制测量研究所2.天线类型: 天线的类型很多. 基本类型如下. 华东理工大学控制测量研究所（1）单极或偶极天线: 它是一种结构简单的单频天线. 体积小，通常安装在基板上以减少多径影响. （2）四线螺旋或螺旋结构天线: 它是单频天线，其结构比单极天线复杂. 在生产过程中很难进行调整，但是它具有良好的增益，并且通常不需要底板. （3）微带天线: 简称微带天线. 结构最简单，坚固. 它可以用于单频或双频. 天线高度低，使其成为在飞机上安装的理想天线. 缺点是增益低，但是可以通过低噪声前置放大器来补偿. 华东理工大学控制测量研究所（4）锥形天线: 又称圆形螺旋天线. 它可以同时在两个通道上工作. 优点是增益好，但天线较高，螺旋线在水平方向上不完全对称，天线的相位中心和几何中心不完全重合.

（5）带有扼流圈的偶极天线: 称为扼流圈天线. 由美国国家航空航天局（NASA）于1987年开发. 其主要特点是可以有效抑制多径误差的影响. 缺点是尺寸大且重量重. 控制东华理工学院天线的质量对于减少信号损耗，防止信号干扰和提高定位精度具有重要意义. 为了不断提高天线性能，当前天线设计的主要任务是: 提高天线对不同GPS定位任务的适应性. ？提高相位中心的稳定性. ？增强抗干扰能力，减少多径影响. ？进一步的小型化和轻便. ？改善天线生产工艺. 对几种测量型双频GPS接收机的主要参数进行控制和测量. 华东理工学院Wild200S. 第一生产年. 通道数. 体积cm3. 重量kg. 瑞士1994 6 1000 1.6 Trimble4000SE美国1992 9 4784 2.5 Ashtech Dimension美国1991 12 1881 1.6NovAtel RPK -3151加拿大1995 12 1085 1.0天线类型功耗W工作温度0C标称精度Microstrip 10 -20-50 5-10mm + 2ppmD Microstrip 5 -20-55 10mm + 2ppmD微带4.1 -20-60 10mm + 2ppmD微带扼流圈5 -40-65 5mm + 2ppmD控制测量§8.4GPS测量系统的软件功能及其开发GPS测量技术的软件系统为具备支持接收机完成各种测量任务的基本条件，功能强大. 高质量的数据处理软件系统对于提高定位精度，提高运行效率和开拓GPS应用的新领域具有重要意义.

测量GPS接收机的数据处理软件系统由以下重要模块组成: 1.观测计划软件: 该软件可以生成天空中的卫星分布图，显示卫星的高度和方位，并给出卫星的精度. 卫星的几何形状. 为了选择最佳的卫星配置和最佳的观察周期，请考虑PDOP. 华利工程技术控制学院2.观测数据预处理软件: 主要功能是编辑，处理和组织原始观测数据，并分发各种特殊信息文件，以备进一步调整. ？数据传输: 将GPS记录的观测数据传输到磁盘或其他介质上进行处理和存储. 数据分配: 根据原始记录，通过解码对各种数据进行分类整理，消除无效观测值和冗余信息，形成星历文件，观测文件，台站信息文件等各种数据文件，进行进一步处理. ？观测数据的平滑和过滤: 消除重大错误并进一步删除无效的观测值. 华立工学院统一的数据文件格式: 将不同类型的的数据记录格式，项目和采样间隔生成为标准文件格式（通过RINEX系统），以进行统一处理. 卫星轨道标准化: 统一来自不同来源的卫星轨道信息的表达和测量方法，对GPS卫星每小时发送的轨道参数进行平滑处理，并在观测期内对卫星轨道进行标准化. 测量？自动检测周跳并恢复载波相位的观测值.

学习？？？对观察结果进行必要的更正. 基线向量的定义. 东华理工大学计量控制研究所3.基线矢量处理软件: 处理多种仪器的同时观测数据，并为载波相位观测的差异提供固定和浮动的解决方案. ？同步侧观测数据的质量检查，包括观测数据的消除率，观测值的残差分析，不同时间段重复观测侧的精度检查等. 使用广播星历或精密后处理星历来处理观测数据. ？用于精确相对定位数据处理的轨道改进方法. 使用代码伪距或相位伪距来测量和细化起始站坐标的初始值. 华东理工大学控制研究所，中国技术研究院？处理结果的输出是测站的空间直角坐标和大地坐标，基线矢量的坐标差，基线的长度，方位角和大地高度差以及输出协方差的方差. ？处理不同定位模式的观测数据，例如静态，快速静态，准动态和动态定位模式. ？全周支持未知数的静态快速求解方法. ？支持基于载波相位观测和测量的实时动态定位技术（RTK或RTDGPS）. 4. GPS网络调整软件: 网络质量检查，主要包括计算和检查网络中图形（三角形和多边形）的闭合误差. 东？将基线矢量的调整结果作为GPS网络整体调整的相关观测值. 调整结果给出了WGS-84和用户所需的坐标系中的空间直角坐标，大地坐标和高斯平面坐标及其方差和协方差.

？可以根据用户要求选择不同的调节方法. 5. GPS网络和经典地面网络的联合调整软件？在两个网络之间选择转换模型. ？确定网络的方差和协方差模型以及网络的基准. ？三维关节调整和精度评估. ？大地坐标系或平面坐标系中的二维关节调整和精度评估. ？调整结果应给出不同坐标系中网格点的坐标值，两个网格之间的转换参数及其方差和协方差. 相似的大地水准面的拟合和东部调查区法向高度的计算. 控制和测量6.管理软件: 主要功能包括数据存储和检索，测量结果归档以及与国家控制网络或其他系统软件（例如GIS）的接口. 软件系统的研究与开发极大地促进了GPS测量技术的发展，提高了GPS测量技术的现代化水平，并显示出巨大的技术潜力. 目前的发展趋势主要是: 进一步增强了数据的综合处理功能，支持多种测量方式可以满足不同用户的要求. 加强网络调整gps接收机是什么，坐标系转换和结果分析功能. GPS网络的优化及其与经典地面网络的联合调整方法可提高数据处理速度和调整结果的准确性. 东华科技学院，科学与工程学院，控制与测量学院？增强了制图功能，并开发了一个集成了控制测量，地形和表面测量与测绘的软件系统. ？提高自动诊断和修复周转单的能力.

开发技术以快速解决整个星期的未知数，缩短观察时间并提高效率. 开发和改进动态确定整个星期未知数的技术，并进一步开发精确的实时相对定位技术. ？完善数学模型和数据处理技术，进一步提高定位结果的准确性. 开发数据处理轨道改进技术以提高远距离测量精度. ？差分GPS（例如DGPS，LADGPS，WADGPS等）校正算法优化和数据传输格式标准化. ？提高数据处理的自动化水平.

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