第四章08GPS.ppt

双频接收机可利用双频对电离层延迟的规律，实现对电离层影响的大幅消减，极大地提高星地距的测量精度，进而提高定位精度，因此双频接收机可用于长达几千公里的精密定位。 C、按接收机通道数分类 接收机的一个通道能接收一颗卫星的信号，为了分离接收到的不同卫星的信号以实现对卫星信号的跟踪、处理和量测 接收机需设多个通道，据此接收机有： 1、多通道接收机 多通道接收机能同时接收多颗卫星的信号，接收机的通道数最小为4，多者为48，可同时接收GPS、GLONASS全部工作卫星的信号。优点是不会丢失卫星数据。据点是技术复杂、造价高。 2 序贯通道接收机 仅一个通道，为同时接收多颗卫星，采用控制软件，按一定时序依次对不同卫星进行跟踪与测量。 优点是造价低，缺点是在对不同卫星做轮流转换跟踪时，容易丢失数据。 3 多路多用通道接收机 不只一个通道，每个通道的功能与序 贯通道接收机的工作程序类似。但软件 功能强，可克服贯通道接收机的不足。 D、按接收机工作原理分类 1、码相关型接收机 码相关型接收机是利用PRN测距码相关技术进行伪距观测，获得伪距值定位 2、平方型接收机： 平方型接收机是利用载波信号的平方 技术去掉调制信号，来恢复完整的载波信号，通过相位计测定接收机内产生的载波信号与接收到的载波信号之间的相位差，测定伪距观测值。 3、混合型接收机 综合上述两种接收机的优点，既可以得到码相位伪距，也可以得到载波相位观测值的接收机。 4、干涉型接收机 这类接收机将GPS卫星作为射电源，采用类似VLBI原理进行干涉测量，即测定卫星信号到达两个测站的时间差或载波的相位差进行星地距离的测量实现定位。 二、接收机工作原理简述 GPS接收机主要由接收机天线单元、接收机主机单元和电源3部分组成 1、主机单元： 由变频及中频放大器、信号通道、微处理器、存贮器及显示器组成。 2、接收机天线单元： 由接收机天线和前置放大器两部分所组成。天线的作用是将GPS信号的极微弱的电磁波能转化为相应的电流，而前置放大器则是将信号电流予以 放大。为便于接收机对信号跟踪、处理和量测，对天线部分有以下要求： 天线与前置放大器应密封一体，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效应的措施； 天线的相位中心保持高度的稳定，并与其几何中心尽量一致 GPS接收机天线有下列几种类型 1）单板天线 安装在一块基板上，结构简单、体积较小，使用于单频机中。 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，底部有一块金属抑制板，该 型天线频带宽，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 微带天线也称为贴片天线。是在厚度为h的介质板两边贴以金属片。一边为金属底板，一边做成矩形或圆形等 规则形状。微带天线的特点是高度低，重量轻，结构简单、坚固，易于制造；既可用于单频机，又可用于双频机。缺点是增益较低。目前大部分测地型接收机天线都是微带天线。这种天线更适用于飞机、火箭等高速飞行物上。 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。这种天线可以同时在两个频率上工作。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予补偿。 3．电源 GPS接收机有两种电源： 内电源：采用锂电池，用于RAM存贮器供电，以防止数据丢失，目前大部分接收机采用内置电池方式。 外接电源主要在RTK GPS基站采用，一般为可充电的12V直流镉镍电池组、汽车电瓶。也可将交流电经稳压电源或专用电流交换器处理后供给GPS接收机。 * 第四章 卫星的导航电文和卫星的信号 基本概念： 码：表达信息的二进制数及其组合，如01、11等均可被称作一个码。 bit：一个二进制数称作一个bit，是码的单位，一个bit=一个码元； 码元宽度：一个脉冲（bit）持续的时间。 BPS又称码率或比特率（数）：每秒传输的比特数，bit/s 随机噪声码：由码元（二进制数0、1；脉冲信号）组成的一组无序排列，形成的无规律排列码序列。其特点是无法复制。 码序列的相关性：指随机噪声码间的相关程度指标，用公式表示： S（u）--两组码中对应相同的码元数 D（u）--两组码中对应不相同的码元数 R（u）--相关系数，1表示相关；0表示无关；其它数值时表示程度。 伪随机噪声码（PRN）：由码元（二进制数0、1）有序排列，形成的有规律排列码序列。其特点是可以复制。GPS的测距码采用的就是伪随机噪声码。 卫 星 信 号 导 航 电 文 D 测 距 码 粗码C/A