GNSS用户设备的组成及原理——以GPS用户设备为例
GNSS用戶設備的基礎部件是GNSS接收機,它用于接收GNSS衛星發射的無線電信號,獲取必要的導航定位信息和觀測信息,并經數據處理以完成各種導航、定位以及授時任務。
以GPS為例,GPS用戶設備主要包括:GPS接收機及其天線、微處理器及其終端設備、處理軟件以及電源等。其中接收機和天線是用戶設備的核心,習慣上統稱為GPS接收機。
接收機結構上可分為天線單元和接收單元兩大部分。一般將兩個單元分別裝配成兩個獨立的部件。天線單元置于信號通暢處,接收單元置于適當的地方。兩者之間用電纜線連成一個整機。也有將天線單元和接收單元制成一個整體的。
天線單元由接收天線和前置放大器兩部分組成。接收天線大多采用全向天線,可接收來自任何方向的GPS信號,并將電磁波能量轉化為變化規律相同的電流。前置放大器將極微弱的GPS信號電流放大。
接收單元的核心部件由信號波道和微處理機構成。從目前的測地型接收機來看,主要有平方型和相關型兩種信號波道,所具有的波道數目從l至24個不等。利用多個波道同時對多個衛星進行觀測,可以實現快速定位。微處理機具有各種數據處理軟件,能選擇合適的衛星進行測量,以獲得最佳的幾何圖形;能根據觀測值及衛星星歷進行平差計算,求得所需的定位信息。數據記錄器用來記錄接收機所采集的定位數據,以供測后數據處理之用,目前多用固態存儲器代替以前的磁帶記錄器。
接收機一般采用機內和機外兩種直流電源。設置機內電源的目的在于更換外電源時不中斷連續觀測。在用機外電源時機內電池自動充電。關機后,機內電池為RAM存儲器供電,以防數據丟失。
目前各種類型的接受機體積越來越小,重量越來越輕,便于攜帶使用。市面上的接收機現有單頻與雙頻兩種,但由于價格因素,一般使用者所購買的多為單頻接收器。根據使用目的的不同,用戶要求的GPS信號接收機也各有差異。目前世界上各種型號的GPS接收機產品多達幾千種。
只要擁有一臺能夠接收、跟蹤、變換和測量GPS信號的接收機,就可在任何時候用GPS信號進行導航定位測量。
其定位的具體方法是,接收機按一定衛星仰角要求捕獲到待測衛星,并跟蹤這些衛星的運行。接收機通過捕獲到的衛星信號,測量出接收天線至衛星的距離和距離的變化率,解調出衛星軌道參數等數據。根據這些數據,接收機中的微處理計算機按定位解算方法進行計算,計算出用戶所在位置的地理經緯度、高度、速度、時間等信息。(武斌)
?
總結
以上是生活随笔為你收集整理的GNSS用户设备的组成及原理——以GPS用户设备为例的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇: 论天空、太空、航空、航天
- 下一篇: GPS的导航电文