第7章 GPS定位技术 课件.pptVIP

（ 2 ）、码相位型通道 其所得到的信号不是重建载波，而是一种所谓的码率正弦波，它 是由从 A 点输入的接收码 (C/A 码或 P 码 ) 乘以延迟 1/2 码元宽度的时延码 而得到。码相位测量是依靠时间计数器实现的，时间计数器由接收机 时钟的秒脉冲启动，并开始计数，当码率正弦波的正向过零点时关闭 计数器。开关计数器的时间之差，相应于码率正弦波中不足一整周的 小数部分，而码相位的整周数仍为未知，还需利用其他方法解算。 C/A 码的码元宽度 ( 码相位 ) 为 293.052m ，相当于 977.517ns ； P 码的码元宽 度为 29.305m ，相当于 97.752ns 。码相位通道测定站星距离中不足一 个码元宽度的小数部分，而站星距离是 C/A 码或 P 码码元宽度的多少倍， 通常可用多普勒测量予以解决。码相位通道的优点是，用户无需知道 伪噪声码的结构即可进行 C/A 码和 P 码的相位测量，这对 GSP 非特许用 户有很大的好处。码相位通道的缺点和平方型通道一样，需要另外提 供 GPS 卫星星历，用以测后数据处理。 （ 3 ）、相关型通道 其广泛用于现代各种 GPS 信号接收机。它可从伪噪声码信号中提取 导航电文，实现运动载体的实时定位。伪噪声码跟踪环路用于从 C/A 码 和 P 码中提取伪距观测量，并通过对卫星信号的解调，获取仅含导航电 文和载波的解扩信号。载波跟踪环路的主要作用是根据已除去测距码的 解扩信号实现载波相位测量，并可获取导航电文 ( 数据码 ) 。此外，它还 具有良好的信噪比，因此为 GPS 接收机所普遍采用。当然相关型通道也 有缺点，即要求用户掌握伪随机噪声码的结构，以便接收机产生复制码 信号。但是由于美国政府实施 SA 技术，非特许用户不能解译 P 码，也就 无法用码相关技术获得 L 2 载波的观测值。为了获得 L 2 载波的相位观测量， 尚需补充其他技术。 2. 存储单元 存贮器以存贮所解译的 GPS 卫星星历、伪距观测量、载波相位观 测量及各种测站信息数据。保存在接收机内存中的数据可以通过数据 传输接口输入到微机内，以便保存和处理观测数据。存贮器内通常还 装有多种工作软件，如：自测试软件；天空卫星预报软件；导航电文 解码软件； GPS 单点定位软件等。 3 、电源 采用蓄电池作电源，机内一般配备锂电池，用于为 RAM 存贮器供 电，以防止关机后数据丢失。机外另配有外接电源，通常为可充电的 12V 直流镉镍电池，也可采用普通汽车电瓶。 3. 计算和显示控制单元 计算和显示控制单元由微处理器和显示器构成。微处理器是 GPS 信号接 收机的控制系统， GPS 接收机的一切工作都在微处理器的指令控制下自动完 成。其任务： 1 ）、在接收机开机后立即对各个通道进行自检，并显示自检结果，测定、校 正和储存各个通道的时延值。 2 ）、根据各通道跟踪环路所输出的数据码，解译出 GPS 卫星星历，并根据 实际测量得到的 GPS 信号到达接收机天线的传播时间，计算出测站的三维地 点心坐标 (WGS-84 坐标系 ) ，并按预置的位置更新率不断更新测站坐标。 3 ）、根据已 得的测站点近似坐标和 GPS 卫星历书，计算所有在轨卫星的升 降时间、方位和高度角。 4 ）、记录用户输入的测站信息，如：测站名、天线高、气象参数等。 5 ）、根据预先设置的航路点坐标和测得的测站点近似坐标计导航参数，如： 航偏距、航偏角、航行速度等。 第七章 GPS 定位技术 § 7.1 概述 为了满足军事及民用部门对连续实时三维导航的需求， 1973 年美国 国防部开始研究建立新一代卫星导航系统，即授时与测距导航系统 / 全球 定位系统（ Navigation System Timing and Ranging / Global Positioning System —— NAVSTAR / GPS ），称为全球定位系统（ GPS ）。 GPS 系统不仅可用于测量、导航，还可用于测速、测时。测速的精 度可达 0.1m/s ，测时的精度可达几十毫微秒。 GPS 可为各类用户连续提 供动态目标的三维位置、三维速度及时间信息。 随着 GPS 定位技术及数 据处理技术的不断完善，其精度还将进一步提高。利用全球定位系统进 行导航，可实时确定运动目标的三维位置和速度，保障运动载体沿预定 航线运行，亦可选择最佳航线。 一、特点： 1. 观测站之间无需通视； 2. 定位精度高； 3. 观测时间短； 4. 提供三维坐标； 5.