RF8000GPS接收器的原理及应用-Core.PDF

《电子技术》2003 年第11 期 网络、通信与多媒体 RF8000 GPS接收器的原理及应用 厦门大学技术物理研究所（361005 ） 乐德广 詹荔栩 吴孙桃 郭东辉 摘 要 文章主要介绍了新一代GPS接收器RF8000 的结构原理及其软件接口，并举例说明了如何采 用该接收器进行GPS应用系统的开发。 关键词 全球卫星定位系统 导航 定位 结双极晶体管）和高集成的Si CMOS ASIC结构的制 1 概述 造工艺，从而大大提高性能并具有很低的功耗。 GPS （global positioning system ）是美国于20世 2.2 结构组成与工作原理 纪70年代开始研制的新一代全球卫星定位系统。可 RF8000 接收器的功能框图如图1 所示。RF8000 实现全球、全天候、实时导航定位功能，为用户提 接收器包括天线模块、射频采样放大电路模块、基 供高精度位置、速度和时间等七维信息[1] 。GPS接 带信号处理 ASIC 及精密振荡器，数据存贮器、电 收器作为GPS系统的用户单元，是当代微电子技术 源管理模块等。GPS 射频信号由天线接收、经前置 和数字通信技术相结合的高科技产品，结构复杂， 低噪声放大器放大、带通滤波器后，并送往射频采 它主要包括：天线、信号识别与处理、数据控制和 样放大电路模块进行放大、变频、A/D 转换等处理， 电源等单元。由于近年来科学技术的迅猛发展，GPS 然后把该数字信号送至 GPS 基带信号处理ASIC ， 接收器也日新月异，品种繁多。其中，RF8000是由 该模块和存储器、真实时钟震荡器等单元一起完成 美国RFMD 公司新近推出的GPS接收器，它有体积 对导航电文的相关处理，得到伪距、伪距变化率等 小、功耗低、多通道并行处理、快速定位、支持3D 测量数据。ASIC 模块有两个独立的异步串行输入/ 导航和差分定位等优点，能广泛应用在航海、汽车 输出口，其中主串行口以 NMEA-0183 或二进制格 导航、目标监控等领域。为了便于采用RF8000接收 式输出导航信息，同时也接收用户的控制信号，辅 器模块直接进行GPS应用系统的开发，本文将首先 助串口用于接收 RTCM SC-104 格式的差分 GPS 介绍RF8000接收器的结构组成、工作原理、功能特 （differential GPS ，DGPS）校正信息。ASIC 模块 点和技术指标，并具体说明该接收器所采用的软件 上的时间标记（time mark）输出1PPS 的标准GPS 接口，最后，以笔者所设计的某旅游导航系统为例 同步脉冲时间，精度达到 1ìs。接收器中的电源管 分析如何采用该接收器进行GPS应用系统的开发。 理模块向其他模块提供各种直流电压。电源管理模 块具有三种不同的电源工作模式：当接收器正常操 2 RF8000接收器 作时，电源管理模块对接收器提供 3.3V 的直流电 2.1 接收器简介 压；当接收器的输入电压断开时，电源管理模块进 [2] 入电池备份模式，电源管理模块中的电池向真实时 RF8000 接收器 是一个单板的即插即用型 OEM模块，它具有12个并行处理通道，能处理所有 钟提供一个2.5V 的直流电压。