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什么是GPS接收机以及GPS接收机的种类

来源:本站   发布时间:2016/5/16 15:11:46   点击量:

      

GPS接收机B系列4芯插座

       GPS接收机是GPS导航卫星的用户设备,是实现GPS卫星导航定位的终端仪器。它是一种能够接收、跟踪、变换和测量GPS卫星导航定位信号的无线电接收设备,既具有常用无线电接收设备的共性,又具有捕获、跟踪、和处理卫星微弱信号的特性。GPS系统是带有定时和测距的全球导航定位系统。GPS接收机是GPS系统的三个组成部分之一。(其他两个分别是GPS 空中卫星以及地面控制)
       GPS接收机主要由GPS接收机天线单元、GPS接收机主机单元和电源三个部分组成。天线单元由接收天线和前置放大器两个部件组成,其基本功能是接收GPS卫星信号,并把卫星信号的能量转化为相应的电流量,经过前置放大器,将微弱的GPS信号电流予以放大送入频率变换器进行频率变换,实现接收机对信号进行跟踪和测量。而接收机单元的主要功能是对经过放大和变频处理的信号电源进行跟踪、处理和测量,主要由信号通道单元、存储单元、计算和显示控制单元、电源等四个部分组成。


       随着GPS导航与定位技术的迅速发展和应用领域的不断开拓, GPS接收机的种类逐渐增多。根据不同的分类标准,GPS接收机可以这样分类:
       1、按GPS接收机的用途分类。
       根据接收机的用途,可分为导航型、测量型和授时型接收机。
       第一类,导航型接收机。主要用于确定船舶、车辆、飞机和导弹等运载体的实时位置和速度,以保障这些载体按预定的路线航行。这类接收机的结构较为简单,精度较低,价格便宜,其应用极为广泛。
       第二类,测量型接收机,主要是指适于进行各种测量工作的接收机。测量型接收机与导航型接收机相比,精度很高,其结构较复杂,价格较贵。
       第三类,授时型接收机。结构简单,主要用于天文台或地面监控站,进行时频同步测定。
       2、按接收机接收的卫星信号分类
       根据接收机所接收的卫星信号的频率,可分为码相位接收机、 单频接收机(L1)、双频接收机(L1,L2) 和信标接收机。
       第一类,码相位接收机。采用C/A码、P码作为测距信号,虽然可能利用导航电文提供的参数,对观测量进行电离层折射影响的修正,但由于C/A码、P码测距精度较差,所以,码相位接收机主要用于导航型和手持型低精度接收机。
       第二类,单频接收机。能接收经调制的L1载波信号。这时虽然可能利用导航电文提供的参数,对观测量进行电离层折射影响的修正,但由于修正模型尚不完善,精度较差。所以,单频接收机主要用于基线较短(不超过20km)的精密定位和导航。
       第三类,双频接收机。可以同时接收L1载波和L2载波信号。利用双频技术可以消除或大大减弱电离层。
       第四类,信标接收机。能够同时接收GPS卫星测距码信号和无线电指向标-差分全球定位系统信号。在三百平方千米范围内可以获得1~3米实时定位结果。信标接收机主要用于沿海地区无线电指向标覆盖区域海上船只导航定位。
       3、按接收机的通道数分类。
       根据接收机信号通道的类型,可分为多通道接收机、序贯通道接收机和多路复用通道接收机。GPS接收机在导航和定位工作中,需要跟踪多颗卫星。对于来自不同卫星的信号,必须首先把它们分离开来,以便进行处理,量测获得不同卫星信号的观测量。而GPS接收机的通道,主要作用就是将接收到的不同卫星信号加以分离,以实现对各卫星信号的跟踪、处理和量测。
       第一类,多通道接收机,即具有多个卫星信号通道,而每个通道只连续跟踪一个卫星信号的接收机。所以,这种接收机也称为连续跟踪型接收机,一般设置4—12个通道。
       第二类,序贯通道接收机,通常只具有1—2个通道。为了跟踪多个卫星信号,它在相应软件的控制下,能按时序依次对各个卫星信号进行跟踪和量测。由于对所测卫星依次量测一个循环所需要时间较长,,所以其对卫星信号的跟踪是不连续的。
       第三类,多路复用通道接收机,一般也只具有1-2个通道,在相应软件的控制下,按时序依次对所有观测量卫星的信号进行量测,这种接收机与序贯通道接收机的区别,主要是对所测卫星信号量测一个循环的时间较短≤20ms可以保持对卫星信号的连续跟踪。
       4、按接收卫星系统分类
       第一类,单星系统。通常只具有跟踪1个卫星导航定位系统能力的卫星信号接收机。目前主要有GPS接收机、GLONASS接收机、北斗接收机等。
       第二类,双星系统。同时具有跟踪2个卫星导航定位系统能力的卫星信号接收机。目前主要有GPS\ GLONASS 集成接收机。
       5、按接收机的作业模式分类
       第一类,静态接收机,具有标准静态、快速静态功能的接收机。    
       第二类,动态接收机,具有动态、准动态功能和实时差分技术的接收机。

       6、按接收机的结构分类
       第一类,分体式接收机。分体式是将组成接收机的接收机主机、天线、控制器、电台、电源各单元全部或部分设计为独立的整体,它们之间需利用电缆或蓝牙技术进行数据通讯。但从仪器基本结构分析,则可概括为天线单元和接收单元两大部分。将两个单元分别安装成两个独立的部件,以便天线单元安设在测站上,接收单元置于测站点附近的适当位置,用电缆将两者联成一个整体。
       第二类,整体式接收机,整体式是将组成接收机的接收、天线、控制器、电台、电源各单元在制造过程中全部或部分集成成一个整体或各单元之间模块化集成,无电缆连接。
       第三类,手持式接收机,也是整体式结的构,接收机主机、天线、控制器、电源各单元全部高度集成一体化。接收机系统根据手持特点设计封装,具有功耗小、重量轻、价格低廉等特点,应用十分广泛。
       随着GPS接收机的集成化的提高,目前市场上的GPS接收机总趋势是从分体式结构向一体式结构发展。

 

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