[理学]5第五章GPS12.ppt

* 第五章 GPS接收机的基本工作原理 一、接收机的分类 GPS接收机是GPS三大系统之用户系统，是GPS系统直接产生效益的部分。 A、按用途分类 导航型接收机 主要用于运动载体的导航，它可以实 时给出载体的位置和速度。早期的此类接收机一般采用C／A码伪距测量，当前也有载波测距式，定位方式为绝对式定位。单点实时定位精度较低，相对于WGS84坐标系原点，精度一般为±25m或± 10m，一般机的价格便宜，应用广泛。 根据应用领域的不同，此类接收机还可以进一步分为： 车载型——用于车辆导航定位； 航海型——用于船舶导航定位； 航空型——用于飞机导航定位。 星载型——用于卫星的导航定位。卫星的运动速度高达7km／s 以上，因此对接收机性能要求很高。 测地型接收机 测地型接收机主要用于精密大地测量和精密工程测量。这类仪器主要采用载波相位进行距离测量，以相对定位为模式，定位精度高。仪器结构复杂，价格较高。 授时型接收机 这类接收机主要利用GPS卫星提供的高精度时间标准进行授时，常用 与天文台及无线电通讯中时间同步。 B、按接收机的载波频率分类 单频接收机 指仅能接收L1载波信号的接收机。 定位时以测定L1载波相位观测值方式测定星地距进行定位。由采用单频技术，不能有效消除电离层延迟对载波测距的影响只适用于15km以下短基线的精密定位。 双频接收机 可同时接收L1，L2载波的接收机 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 *