GPS 接 收 機 的 設 計

GPS概述GPS□□□□□□□□□□GPS（GlobalPositioningSystem）□□□□□□□□□GPS□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□劃。從1973年至1994年的20年間，美國國防部（DOD--DepartmentofDefense）耗巨資120億美元（有資料記載為300億美元）發(fā)射幾十顆衛(wèi)星于1994年才建立起來的一個具有在海、陸、空進行全方位實時三維導航與定位能力的高精度、全天□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□[i]。GPS技術(shù)已發(fā)展成為多領(lǐng)域（如陸地、海洋、航空航天）、多模式（GPS、DGPS、RGPS、LADGPS、WADGPS,WWDGPS）、多用途（□□□□□□□□□□□□□□□,□□□軌、資源調(diào)查、海洋開發(fā)、交通管制等）、多機型（如測地型、定時型、全站型、手持型、車載式、星載式、船載式、彈載式）的高新技術(shù)的國際性產(chǎn)業(yè)[2]?！酢酢酢酢酢酢鮃PS的首要目的是為美國稱霸世界的全球戰(zhàn)略服務。1991年GPS在海灣戰(zhàn)爭中的首次使用就創(chuàng)造了人類戰(zhàn)爭史上的奇跡，□□□□□□□□□是“GPS□□□□□□□□□□□□□□□GPS發(fā)展史上的一個里程碑，因為它在一夜之間，使GPS由一個軍事領(lǐng)域中的可選系統(tǒng)變成了必備系統(tǒng)。此后，GPS突破了軍事應用的界限，滲透到更為廣闊的民用領(lǐng)域，其應用的深度和廣度與日俱增。自GPS□□□□□□□,□□□□□□□□□□□,GPS□□□□□□□□□□□生活的方方面面[3]，主要包括如下領(lǐng)域：測量GPS□□□□□□□□□□□□□□□□RTK（Real-timekinematic）載波相位動態(tài)實時差分方法，在實時處理兩個觀測站的載波相位的基礎(chǔ)上，可以達到厘□□□□□□□□□□□□□□□□□，GPS技術(shù)有著巨大的優(yōu)勢：l.測量精度高。2.操作簡便，儀器體積小，便于攜帶。3.全天候操作。4.觀測點之間無須通視。5.測量結(jié)果統(tǒng)一在WGS84坐標下，信息自動接收、存儲，減少繁瑣的中間處□□□□□，GPS□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□等領(lǐng)域[4]。交通出租車、租車服務、物流配送等行業(yè)利用GPS技術(shù)對車輛進行跟蹤、調(diào)度管理，合理分布車輛，以最快的速度響應用戶的乘車或送請求，降低能源消耗，節(jié)□□□□□□GPS在車輛導航方面發(fā)揮了重要的角色，□□□□□□□□□□□□臺，實時發(fā)播城市交通信息，車載設備通過GPS進行精確定位，結(jié)合電子地圖以及實時的交通狀況，自動匹配最優(yōu)路徑，并實行車輛的自主導航[5]。民航運輸通過GPS□□□□，□□□□□□□□□□□□□□，□□□□□□□□□□□，□□機場利用率，引導飛機安全進離場。救援利用GPS定位技術(shù)，可對火警、救護、警察進行應急調(diào)遣，提高緊急事件處理部門對火災、犯罪現(xiàn)場、交通事故、交通堵塞等緊急事件的響應效率．特種車輛（如運鈔車）等，可對突發(fā)事件進行報警、定位，將損失降到最低。有了GPS的幫助，救援人員就可在人跡罕至、條件惡劣的大海、山野、沙漠，對失蹤人員實施有效的搜索、拯救。裝有GPS裝置的漁船，在發(fā)生險情時，可及時定位、報警，使之能更快更及時地獲得救援[6]。農(nóng)業(yè)當前，□□□□□□□□GPS技術(shù)引入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，口所謂的□□□□□□□□□

該方法利用GPS進行農(nóng)田信息定位獲取，包括產(chǎn)量監(jiān)測，土樣采集等，計算機系統(tǒng)通過對數(shù)據(jù)的分析給農(nóng)田地塊施肥、噴藥。通過實施精準耕作，可在盡量不減產(chǎn)的情況下，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，有效避免資源浪費，降低因施肥除蟲對環(huán)境造成的污染[7]。成的污染[7]。（5）娛樂消遣隨著GPS□□□□□□□□□□□□□□,成為人們旅游、探險的好幫手。通過的地，并且可以最優(yōu)的路徑行駛：野營者帶著野營地點，不必擔心迷路；甚至一些高檔的電子游戲，也使用了GPS□□□□□□□□□□□□,GPS,人們可以在陌生的城市里迅速地找到目GPS接收機，可快捷地找到合適的GPS仿真技術(shù)[8]。郵遞服務對重要的貨物、包裹與信函等進行跟蹤、引導與保護．對貨場物品入庫與出庫的調(diào)度能有效地確定貨物的存放地點，提高出貨效率，增加管理手段、避免積壓[9]。（7）漁業(yè)生產(chǎn)（7）漁業(yè)生產(chǎn)GPS□□□□□□□□□□□□的糾紛，提高在經(jīng)濟專屬區(qū)的作業(yè)效率同時能為捕魚船隊在法律上避免發(fā)生捕魚邊界[10]。（8）E—美國通訊委員會在通過移動電話向足FCC要求的一種精確、（8）E—美國通訊委員會在通過移動電話向足FCC要求的一種精確、911呼叫（FCC）要求將所有的移動電話安裝無線電定位裝置，以便用戶911請求幫助時可找到用戶位置，

成本低廉的方式。實現(xiàn)快速援助GPS手持機是利用[11]。GPS將是滿GPS基本原理設計而成的，體積小巧、攜帶方便、獨立使用的全天候?qū)崟r定位導航設備。好的手持機□□□□□：□□□□,□□□□,□□□□□□□GPS□□□□□□□□□□用型、空用型、海用型。陸用型GPS手持機一般沒有內(nèi)置地圖，主要利用航路點記錄，選擇相應航路點可自動生成路線。內(nèi)置天線使得機型小巧，它是應用最廣的GPS設備；空用型提供全球空域圖和地域圖，靈敏度極高，適用于在高速行進的飛機中定位；海用型內(nèi)置全球海圖，超大屏幕，提供可固定在船體上的配套支架和天線。GPS□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□GPS系統(tǒng)應用上具有最大的潛力。GPS的研究發(fā)展全球定位系統(tǒng)GPS的研制最初主要用于軍事目的。如為陸?？杖娞峁崟r、全天候和全球性的導航服務，并用于情報收集、核爆監(jiān)測、應急通訊和爆破定位等方面。隨著GPS系統(tǒng)步入試驗和實用階段，其定位技術(shù)的高度自動化及所達到的高精度和巨大的潛力，引起了各國政府的普遍關(guān)注。此前，我國曾成功發(fā)射4顆北斗導航實驗衛(wèi)星，目前，我國的“北斗一號”□□□□□□□□□□□□□,□□□□GPS□□□□□□的GLONASS系統(tǒng)并列，成為全球僅有的3個投入正式運行的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)．近年來，歐洲也提出了有自己特色的“伽利略”全球衛(wèi)星定位計劃。2000年，北斗導航定位系統(tǒng)兩顆衛(wèi)星成功發(fā)射，標志著我國擁有了自己的第一代衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，這對于滿足我國國民經(jīng)濟、國防建設的需要，促進我國衛(wèi)星導航定位事業(yè)的發(fā)展，具有重大的經(jīng)濟和社會意義。隨著北斗導航衛(wèi)星順利升空，我國目前正在建設的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)將在“北斗一號”衛(wèi)星導航試驗系統(tǒng)的基礎(chǔ)上更加完善?！?+30”的衛(wèi)星布局完成后，將能夠?qū)崿F(xiàn)全球衛(wèi)星定位，為

我國衛(wèi)星導航定位產(chǎn)業(yè)的發(fā)展建造一個良好的空間基礎(chǔ)設施。2007年4月14日凌晨4時11分,□□□□□□□□（COMPASS）建設計劃的第一顆衛(wèi)星——北斗導航衛(wèi)星（COMPASS口MI）成功發(fā)射升空。第一顆不再以“試驗”冠名的北斗導航衛(wèi)星順利升空，標志著我國自行研制的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)進入新的發(fā)展建設階段，也為我國衛(wèi)星導航定位產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了更多的想象空間。由于頻點已經(jīng)分配完畢，2020年前全球只能有四大衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，而我國的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)就是其中之一。未來密布在太空的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)將形成我國、美、俄、歐操縱的北斗系統(tǒng)、的局面。GPS成我國、美、俄、歐操縱的北斗系統(tǒng)、的局面。GPS、“GLONASS”、“伽利略”四大系統(tǒng)競爭我國的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)空間段計劃由衛(wèi)星組成，將提供開放服務和授權(quán)服務。開放服務是在服務區(qū)免費提供定位、測5我國的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)空間段計劃由衛(wèi)星組成，將提供開放服務和授權(quán)服務。開放服務是在服務區(qū)免費提供定位、測5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道速和授時服務，定位精度為l0米，速和授時服務，定位精度為l0米，授時精度為50納秒，測速精度0．2米/秒；授權(quán)服務則是針對高端專業(yè)用戶提供的有償服務。根據(jù)計劃，我國將在未來幾年陸續(xù)發(fā)射系列北斗導航衛(wèi)星，預計到2008年左右滿足中國及周邊地區(qū)用戶對衛(wèi)星導航系統(tǒng)的需求，并進行系統(tǒng)組網(wǎng)和試驗，逐步擴展為全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。這個系統(tǒng)將主要用于國家經(jīng)濟建設，為交通運輸，氣象、石油、海洋、森林、通信、公安等部門以及其他特殊行業(yè)提供高效的導航定位服務。中國全球定位系統(tǒng)技術(shù)應用協(xié)會信息咨詢服務中心主任曹沖透露，前建成。美國的GPS系統(tǒng)由24顆工作衛(wèi)星和等間距的軌道平面上，軌道面相對赤道的夾角為陸續(xù)發(fā)射系列北斗導航衛(wèi)星，預計到2008年左右滿足中國及周邊地區(qū)用戶對衛(wèi)星導航系統(tǒng)的需求，并進行系統(tǒng)組網(wǎng)和試驗，逐步擴展為全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。這個系統(tǒng)將主要用于國家經(jīng)濟建設，為交通運輸，氣象、石油、海洋、森林、通信、公安等部門以及其他特殊行業(yè)提供高效的導航定位服務。中國全球定位系統(tǒng)技術(shù)應用協(xié)會信息咨詢服務中心主任曹沖透露，前建成。美國的GPS系統(tǒng)由24顆工作衛(wèi)星和等間距的軌道平面上，軌道面相對赤道的夾角為衛(wèi)星，衛(wèi)星的軌道接近圓形，軌道高度為2．能覆蓋全球，用戶數(shù)量不受限制。其所發(fā)射的信號編碼有精碼與粗碼。精碼保密，主要提供給本國和盟國的軍事用戶使用；粗碼提供給本國民用和全世界使用。精5+30'’的導航衛(wèi)星布局將于4顆備用衛(wèi)星組成。它們分布在55度，每個軌道面上有01836萬公里，周期約201O年6個4顆工作12小時。GPS碼給出的定位信息比粗碼的精度高。GPS系統(tǒng)能夠連續(xù)、適時、隱蔽地定位，一次定位時間僅幾秒到十幾秒，用戶不發(fā)射任何電磁信號，只要接受衛(wèi)星導航信號即可定位，所以可全天候晝夜作業(yè)，隱蔽性好。俄羅斯的GLONASS□□□□□□□□□□□□21顆，分布在同時有15分。因3顆備份星。每顆衛(wèi)星都在1．91萬公里高的軌道上運行，周期為GLONASS□□□□□□□□□□□□□□,□□□3個軌道平面上，11小時俄羅斯的GLONASS□□□□□□□□□□□□21顆，分布在同時有15分。因3顆備份星。每顆衛(wèi)星都在1．91萬公里高的軌道上運行，周期為GLONASS□□□□□□□□□□□□□□,□□□3個軌道平面上，11小時8顆衛(wèi)星能夠正常工作。GLONASS的□□□□GPS系統(tǒng)的精度低。為此，俄羅斯正在著手對行現(xiàn)代化改造，8年（現(xiàn)行衛(wèi)星壽命為12月就發(fā)射了3顆新型“旋風”3年），具有更好的訊號特性。衛(wèi)星。該衛(wèi)星的設計壽命將為GLONASS進7口歐洲“伽利略”系統(tǒng)是歐洲計劃建設的新一代民用全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，預計2008年系統(tǒng)建成并投入運營。按照規(guī)劃，“伽利略”計劃將耗資約座由里的30顆衛(wèi)星組成。衛(wèi)星采用中等地球軌道，均勻地分布在高度約為3個軌道面上，星座包括2008年系統(tǒng)建成并投入運營。按照規(guī)劃，“伽利略”計劃將耗資約座由里的30顆衛(wèi)星組成。衛(wèi)星采用中等地球軌道，均勻地分布在高度約為3個軌道面上，星座包括27顆工作星，另加3顆備份衛(wèi)星．系統(tǒng)的典型功能27億美元，星2．3萬公“伽利略”接收機不僅可以接受本GPS“伽利略”接收機不僅可以接受本GPS、“GLONASS”這兩大系統(tǒng)的信號，并且具有導航功能系統(tǒng)信號，而且可以接受是信號中繼，即向用戶接收機的數(shù)據(jù)傳輸可以通過一種特殊的聯(lián)系方式或其他系統(tǒng)的中繼來實現(xiàn)，例如通過移動通信網(wǎng)來實現(xiàn)。與移動電話功能相結(jié)合、與其他導航系統(tǒng)相結(jié)合的優(yōu)越性能。

GPS系統(tǒng)簡介?？諏Ш?、車輛引行、大地測量等都需要精密定位。為此，人們建立了不少□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□-C(Loran--C)米伽(Omega、塔康(Tacan)□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□星系統(tǒng)”(NavyNavigationSatelliteSystem,NNSS)□□□□□□□□□□□：(1)作用距離短。例如塔康無線電導航系統(tǒng)，它的作用距離僅是一個半徑為70Km的圓；(2)用戶有限。例如采用機載詢問器和地面應答器工作的塔康系統(tǒng)，僅可供不足15，500個左右的用戶使用；(3)定位精度低。定位誤差一般為幾米到幾十米，甚至幾公里。傳統(tǒng)的導航技術(shù)需要一場深刻的革命。1973年12月，美國國防部批準海陸空三軍聯(lián)合研制新型軍用衛(wèi)星導航系統(tǒng)—NAVSTARGPS(NavigationbySatelliteTimingandRangingGlobalPositioningSystem，用衛(wèi)星定時測距全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng))，□□□□□□GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)”。GPS被美國列為重點空間計劃之一，成為繼阿波羅登月計劃，航天飛機計劃之后的第三項龐大空間計劃。經(jīng)過方案論證、工程研制、生產(chǎn)作業(yè)□□□□□□，到1993年□，□□GPS□□□□□□□□□建成[12]。GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)同其它導航與定位系統(tǒng)相比，其主要特點[13]如下：□11全球地面連續(xù)覆蓋。由于GPS□□□□□□□□□□□□，所以地球上任何地點均可連續(xù)同步觀察到四顆衛(wèi)星以上，從而保證了全球、全天候連續(xù)的實時導航和定位。2)功能多，精度高。維速度和時間等信息。術(shù))，靜態(tài)相對定位精度可達十納秒。32)功能多，精度高。維速度和時間等信息。術(shù))，靜態(tài)相對定位精度可達十納秒。3)實時定位速度快。一般說來，□□□□□□□□□□□□5110米(不施加SAO.11lppm，測速精度為0.1m/s，□□□□□□□□□4)抗干擾性能好，保密性強。GPS采用了數(shù)字通訊中的特殊編碼技術(shù)，即□4)抗干擾性能好，保密性強。GPS采用了數(shù)字通訊中的特殊編碼技術(shù)，即偽隨機碼技術(shù)GPS□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□廣泛的應用價值和發(fā)展?jié)摿?。近十年來GPS