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阿克苏新疆GPS接收机基本工作原理

来源:http://aks.xjhcyb.com/news842062.html时间:2022-7-22 18:56:00

阿克苏新疆GPS接收机基本工作原理

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1.按接纳机的用处分类  按用处接纳机可分为:

(1) 导航型接纳机

此类型接纳机首要用于运动载体的导航,它可以实时给出载体的方位和速度。这类接纳机一般选用C/A码伪距测量,单点实时定位精度较低一般为±25m,有SA影响时为±100m。这类接纳机价格便宜,使用广泛。依据使用领域的不同,此类接纳机可以进一步分为:

车载型——用于车辆导航定位;

帆海型——用于船只导航定位;

航空型——用于飞机导航定位。因为飞机运转速度快,因而,在航空用的接纳机要求能适应高速运动。

星载型——用于卫星的导航定位。因为卫星的运动速度高达7公里/s以上,因而对接纳机的要求更高。

(2) 测地型接纳机

测地型接纳机首要用于精细大地测量和精细工程测量。这类仪器首要选用载波相位观测值进行相对定位,定位精度高。仪器结构复杂,价格较贵。

(3) 授时型接纳机

这类接纳机首要使用阿克苏GPS卫星供给的高精度时刻规范进行授时,常用于天文台及新疆GPS无线电通讯中时刻同步。


2.按接纳机的载波频率分类

(1) 单频接纳机

单频接纳机只能接纳L1载波信号,测定载波相位观测值进行定位。因为不能有用消除电离层推迟影响,单频接纳机只适用于短基线(<15km)的精细定位。

(2) 双频接纳机

双频接纳机可以一起接纳L1,L2载波信号。使用双频对电离层推迟的不一样,可以消除电离层对电磁波信号推迟的影响,因而双频接纳机可用于长达几千公里的精细定位。

3.按接纳机通道数分类

GPS接纳机能一起接纳多颗GPS卫星的信号,为了别离接纳到的不同卫星的信号,以实现对卫星信号的盯梢、处理和量测,具有这样功用的器材称为天线信号通道。依据接纳机所具有的通道种类可分为:

(1) 多通道接纳机

(2) 序贯通道接纳机

(3) 多路多用通道接纳机

4.按接纳机作业原理分类

(1) 码相关型接纳机

码相关型接纳机是使用码相关技能得到伪距观测值。

(2) 平方型接纳机

平方型接纳机是使用载波信号的平方技能去掉调制信号,来恢复完整的载波信号,经过相位计测定接纳机内发生的载波信号与接纳到的载波信号之间的相位差,测定伪距观测值。

(3) 混合型接纳机

这种仪器是综合上述两种接纳机的优点,既可以得到码相位伪距,也可以得到载波相位观测值。

(4) 干与型接纳机

这种接纳机是将GPS卫星作为射电源,选用干与测量方法,测定两个测站间距离。

4.4.2  GPS接纳机的组成及作业原理

GPS接纳机首要由 1、GPS接纳机天线单元;2、GPS接纳机新疆GPS主机单元;3、电源三部分组成。


接纳机主机由变频器、信号通道、微处理器、存贮器及显现器组成(见图4-8)。



1.GPS接纳机天线

天线由接纳机天线和前置扩大器两部分所组成。天线的效果是将GPS卫星信号的极弱小的电磁波能转化为相应的电流,而前置扩大器则是将GPS信号电流予以扩大。为便于接纳机对信号进行盯梢、处理和量测,对天线部分有以下要求:

——天线与前置扩大器应密封一体,以保障其正常作业,削减信号丢失;

——可以接纳来自任何方向的卫星信号,不发生死角;

——有防护与屏蔽多路径疚的办法;

——天线的相位中心保持高度的安稳,并与其几何中心昼共同。

GPS接纳机天线有下列几种类型:

(1)单板天线

这种天线结构简略、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。这种天线频带北风,全圆极化性能好,可捕捉低高度角卫星。缺陷是不能进行双频接纳,抗震性差,常用作导航型接纳机天线。

(3)微带天线

微带天线是在厚度为h(h≤λ)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矩形状,见图4-9。这种天线也称为贴片天线。微带天线的特点是高度低,重轻,结构简略而且坚固,易于制造;既可用于单频机,又可用于双频机。缺陷是增益较低。现在大部分测地型天线都是微带天线。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,使用印刷电路技能在其上制成导电圆锥螺旋外表,也称盘旋螺线型天线。这种天线可以同进出在两个频率上作业。锥形天线的特点是增益好。可是因为其天线较高,而且在水平方向上不对称,天线相位中心与几何中心不完全共同。因而,在安顿天线时要细心定向而且要给于补偿。

GPS天线接纳来自20000km高空的卫星信号很弱,信号电平只要-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扩大器。关于双频接纳机设有两路前置扩大器以养活带宽,操控外来信号搅扰,也避免f1,f2信号搅扰。大部分GPS天线都与前置扩大器结合在一起,新疆GPS但也有些导航型接纳机为削减天线重量、便于安顿、避免雷电事故,而将天线和前置扩大器分隔。


2.接纳机主机

(1)变频器及中频接纳扩大器

经过GPS前置扩大器的信号依然很弱小,为了使接纳机通道得到安稳的高增益,而且使L频段的射频信号变成低频信号,有必要选用变频器。

(2)信号通道

信号通道是接纳机的中心部分,GPS信号通道是硬软件结合的电路。不同类型的接纳机其通道是不同的。

GPS信号通道的效果有三:搜索卫星,索引并盯梢卫星;对播送电文数据信号衽解扩,解调出播送电文;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。



从卫星接纳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盯梢环和载波相位盯梢环。

(3)存贮器

接纳机内设有存贮器或存贮卡以存贮卫星星历、卫星历书、接纳机采集到的码相位伪距观测值、载波相位观测值及多普勒频移。现在,GPS接纳机都装有半导体存贮器(简称内存),接纳机内存数据可以经过数据口传到微机上,以便进行数据处理和数据保存。在存贮器内还装有多种作业软件,如:自测试软件;卫星预告软件;导航电文解码软件;GPS单点定位软件等。

(4)微处理器

微处理器是GPS接纳机作业的灵魂,GPS接纳新疆GPS机作业都是在微机指令统一协同下进行的。其离要作业步骤为:


①接纳机开机后首先对整个接纳机作业善进行自检,并测定、校正、存贮各通道的时延值。

②接纳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盯梢,并将基准信号译码得到GPS卫星星历。当一起确定4颗卫星时,将C/A码伪距观测值连同星历一起核算测站的三维坐标,并按预置方位更新率核算新的方位。

③依据机内存贮的卫星历书和测站近似方位,核算一切在轨卫星卫星升降时刻、方位和高度角。

④依据预先设置的航路点坐标和单点定位测站方位核算导航的参数航偏距、航偏角、航行速度等。

⑤接纳用户输入信号,如:测站名,测站号,作业员名字,天线高,气象参数等。

(5)显现器

GPS接纳机都有液晶显现屏以供给GPS接纳机作业信息。并配有一个操控键盘。用户可经过键盘操控接纳机作业,关于导航接纳机,有的还配有大显现屏,在屏幕上直接显现导航的信息甚至显现数字地图。

3.电源

GPS接纳机电源有两种,一种为内电源,一般选用锂电池,首要用于R新疆GPSAM存贮器供电,以避免数据丢失。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,或选用轿车电瓶。当用交流电时,要经过稳压电源或专用电流交换器。


综上所述,接纳机的首要任务是:当GPS卫星在用户视界升起时,接纳机可以捕获到按一不定期卫星高度截止角所选择的待测卫星,并可以盯梢这些卫星的运转;对所接纳到的GPS信号,具有改换、扩大和处理的功用,以便测量出GPS信号从卫星到接纳天线的传播时刻,解译出GPS卫星所

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