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毕节测量型gps详说GPS接收机的基本结构

发布日期:2019-11-12 15:10:31 作者:SystemMaster 点击:18

GPS我们都应该听说过,GPS是关于信号定位,其GPS接收机的基本结构的构造原理,也许有些人了解和知道,如若不知道没关系,就由毕节测量型gps详说GPS接收机的基本结构。

1、GPS接收机的基本结构

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部组成。天线单元的主要功能是将GPS卫星信号非常微弱的电磁波转化为电流,并对这种信号电流进行放大和变频处理。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,图1描述了GPS信号接收机的基本结构。


如果把GPS接收机作为用户测量系统,那么按其构成部分的性质和功能,可分为硬件部分和软件部分。

硬件部分,主要系指上述天线单元、接收单元的硬件设备。而软件部分是支持接收机硬件实现其功能,并完成各种导航与定位任务的重要条件。一般来说,软件包括内软件和外软件。所谓内软件是指诸如控制接收机信号通道按时序对各卫星信号进行量测的软件以及内存或固化在中央处理器中的自动操作程序等。这类软件已和接收机融为一体。而外软件主要是指观测数据后处理的软件系统,这种软件一般以磁盘方式提供。如果无特别说明,通常所说接收设备的软件均指后处理软件系统。

软件部分是构成现代GPS测量系统的重要组成部分之一。一个功能齐全、品质良好的软件,不仅能方便用户使用,满足用户的各方面要求,而且对于改善定位精度,提高作业效率和开拓新的应用领域都具有重要意义。所以,软件的质量与功能已成为反映现代GPS测量系统先进水平的一个重要标志。

2 、天线单元

天线单元由接收天线和前置放大器两个部件组成,如图2所示。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,以便接收机对信号进行跟踪和量测。




毕节工程测量设备解说GPS对天线的要求

(1)天线与前置放大器一般应密封为一体。以保障其在恶劣的气象环境中能正常工作,并减少信号损失。

(2)天线均应成全圆极化。使天线的作用范围为整个上半球,在天顶处不产生死角,以保证能接收来自天空任何方向的卫星信号。

(3)天线必须采取适当的防护和屏蔽措施。以大限度地减弱信号的多路径效应,防止信号被干扰。

(4)天线的相位中心与几何中心之间的偏差应尽量小,且保持稳定。由于GPS测量的观测量,是以天线的相位中心为准的,而在作业过程中,应尽可能保持两个中心的一致性和相位中心的稳定。

1.天线的类型

目前,GPS接收机的天线有多种类型,其基本类型见图3所示。




(1)单极天线。这种天线属单频天线,具有结构简单,体积小的优点。需要安装在一块基板上 , 以利于减弱多路径的影响。

(2)螺旋形天线。这种天线频带宽,全圆极化性能好,可接收来自任何方向的卫星信号。但也属于单频天线,不能进行双频接收,常用作导航型接收机天线。

(3)微带天线。微带天线是在一块介质板的两面贴以金属片,其结构简单且坚固,重量轻,高度低。既可用于单频机,也可用于双频机,目前大部分测量型天线都是微带天线。这种天线更适用于飞机、火箭等高速飞行物上。

(4)锥形天线。这种天线是在介质锥体上,利用印刷电路技术在其上制成导电圆锥螺旋表面,也称盘旋螺线型天线。这种天线可同时在两个频道上工作,主要优点是增益性好。但由于天线较高,而且螺旋线在水平方向上不完全对称,因此天线的相位中心与几何中心不完全一致。所以,在安装天线时要仔细定向,使之得以补偿。

(5)带扼流圈的振子天线,也称扼流圈天线。这种天线的主要优点是,可以有效地抑制多路径误差的影响。但目前这种天线体积较大且重,应用不普遍。

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