GPS 接 收 机 的 设 计

GPS概述GPS□□□□□□□□□□GPS（GlobalPositioningSystem）□□□□□□□□□GPS□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□划。从1973年至1994年的20年间，美国国防部（DOD--DepartmentofDefense）耗巨资120亿美元（有资料记载为300亿美元）发射几十颗卫星于1994年才建立起来的一个具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的高精度、全天□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□[i]。GPS技术已发展成为多领域（如陆地、海洋、航空航天）、多模式（GPS、DGPS、RGPS、LADGPS、WADGPS,WWDGPS）、多用途（□□□□□□□□□□□□□□□,□□□轨、资源调查、海洋开发、交通管制等）、多机型（如测地型、定时型、全站型、手持型、车载式、星载式、船载式、弹载式）的高新技术的国际性产业[2]。□□□□□□□GPS的首要目的是为美国称霸世界的全球战略服务。1991年GPS在海湾战争中的首次使用就创造了人类战争史上的奇迹，□□□□□□□□□是“GPS□□□□□□□□□□□□□□□GPS发展史上的一个里程碑，因为它在一夜之间，使GPS由一个军事领域中的可选系统变成了必备系统。此后，GPS突破了军事应用的界限，渗透到更为广阔的民用领域，其应用的深度和广度与日俱增。自GPS□□□□□□□,□□□□□□□□□□□,GPS□□□□□□□□□□□生活的方方面面[3]，主要包括如下领域：测量GPS□□□□□□□□□□□□□□□□RTK（Real-timekinematic）载波相位动态实时差分方法，在实时处理两个观测站的载波相位的基础上，可以达到厘□□□□□□□□□□□□□□□□□，GPS技术有着巨大的优势：l.测量精度高。2.操作简便，仪器体积小，便于携带。3.全天候操作。4.观测点之间无须通视。5.测量结果统一在WGS84坐标下，信息自动接收、存储，减少繁琐的中间处□□□□□，GPS□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□等领域[4]。交通出租车、租车服务、物流配送等行业利用GPS技术对车辆进行跟踪、调度管理，合理分布车辆，以最快的速度响应用户的乘车或送请求，降低能源消耗，节□□□□□□GPS在车辆导航方面发挥了重要的角色，□□□□□□□□□□□□台，实时发播城市交通信息，车载设备通过GPS进行精确定位，结合电子地图以及实时的交通状况，自动匹配最优路径，并实行车辆的自主导航[5]。民航运输通过GPS□□□□，□□□□□□□□□□□□□□，□□□□□□□□□□□，□□机场利用率，引导飞机安全进离场。救援利用GPS定位技术，可对火警、救护、警察进行应急调遣，提高紧急事件处理部门对火灾、犯罪现场、交通事故、交通堵塞等紧急事件的响应效率．特种车辆（如运钞车）等，可对突发事件进行报警、定位，将损失降到最低。有了GPS的帮助，救援人员就可在人迹罕至、条件恶劣的大海、山野、沙漠，对失踪人员实施有效的搜索、拯救。装有GPS装置的渔船，在发生险情时，可及时定位、报警，使之能更快更及时地获得救援[6]。农业当前，□□□□□□□□GPS技术引入农业生产，口所谓的□□□□□□□□□

该方法利用GPS进行农田信息定位获取，包括产量监测，土样采集等，计算机系统通过对数据的分析给农田地块施肥、喷药。通过实施精准耕作，可在尽量不减产的情况下，降低农业生产成本，有效避免资源浪费，降低因施肥除虫对环境造成的污染[7]。成的污染[7]。（5）娱乐消遣随着GPS□□□□□□□□□□□□□□,成为人们旅游、探险的好帮手。通过的地，并且可以最优的路径行驶：野营者带着野营地点，不必担心迷路；甚至一些高档的电子游戏，也使用了GPS□□□□□□□□□□□□,GPS,人们可以在陌生的城市里迅速地找到目GPS接收机，可快捷地找到合适的GPS仿真技术[8]。邮递服务对重要的货物、包裹与信函等进行跟踪、引导与保护．对货场物品入库与出库的调度能有效地确定货物的存放地点，提高出货效率，增加管理手段、避免积压[9]。（7）渔业生产（7）渔业生产GPS□□□□□□□□□□□□的纠纷，提高在经济专属区的作业效率同时能为捕鱼船队在法律上避免发生捕鱼边界[10]。（8）E—美国通讯委员会在通过移动电话向足FCC要求的一种精确、（8）E—美国通讯委员会在通过移动电话向足FCC要求的一种精确、911呼叫（FCC）要求将所有的移动电话安装无线电定位装置，以便用户911请求帮助时可找到用户位置，

成本低廉的方式。实现快速援助GPS手持机是利用[11]。GPS将是满GPS基本原理设计而成的，体积小巧、携带方便、独立使用的全天候实时定位导航设备。好的手持机□□□□□：□□□□,□□□□,□□□□□□□GPS□□□□□□□□□□用型、空用型、海用型。陆用型GPS手持机一般没有内置地图，主要利用航路点记录，选择相应航路点可自动生成路线。内置天线使得机型小巧，它是应用最广的GPS设备；空用型提供全球空域图和地域图，灵敏度极高，适用于在高速行进的飞机中定位；海用型内置全球海图，超大屏幕，提供可固定在船体上的配套支架和天线。GPS□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□GPS系统应用上具有最大的潜力。GPS的研究发展全球定位系统GPS的研制最初主要用于军事目的。如为陆海空三军提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测、应急通讯和爆破定位等方面。随着GPS系统步入试验和实用阶段，其定位技术的高度自动化及所达到的高精度和巨大的潜力，引起了各国政府的普遍关注。此前，我国曾成功发射4颗北斗导航实验卫星，目前，我国的“北斗一号”□□□□□□□□□□□□□,□□□□GPS□□□□□□的GLONASS系统并列，成为全球仅有的3个投入正式运行的卫星导航定位系统．近年来，欧洲也提出了有自己特色的“伽利略”全球卫星定位计划。2000年，北斗导航定位系统两颗卫星成功发射，标志着我国拥有了自己的第一代卫星导航定位系统，这对于满足我国国民经济、国防建设的需要，促进我国卫星导航定位事业的发展，具有重大的经济和社会意义。随着北斗导航卫星顺利升空，我国目前正在建设的北斗卫星导航系统将在“北斗一号”卫星导航试验系统的基础上更加完善。“5+30”的卫星布局完成后，将能够实现全球卫星定位，为

我国卫星导航定位产业的发展建造一个良好的空间基础设施。2007年4月14日凌晨4时11分,□□□□□□□□（COMPASS）建设计划的第一颗卫星——北斗导航卫星（COMPASS口MI）成功发射升空。第一颗不再以“试验”冠名的北斗导航卫星顺利升空，标志着我国自行研制的北斗卫星导航系统进入新的发展建设阶段，也为我国卫星导航定位产业的发展提供了更多的想象空间。由于频点已经分配完毕，2020年前全球只能有四大卫星导航定位系统，而我国的北斗卫星导航系统就是其中之一。未来密布在太空的全球卫星定位系统将形成我国、美、俄、欧操纵的北斗系统、的局面。GPS成我国、美、俄、欧操纵的北斗系统、的局面。GPS、“GLONASS”、“伽利略”四大系统竞争我国的北斗卫星导航系统空间段计划由卫星组成，将提供开放服务和授权服务。开放服务是在服务区免费提供定位、测5我国的北斗卫星导航系统空间段计划由卫星组成，将提供开放服务和授权服务。开放服务是在服务区免费提供定位、测5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道速和授时服务，定位精度为l0米，速和授时服务，定位精度为l0米，授时精度为50纳秒，测速精度0．2米/秒；授权服务则是针对高端专业用户提供的有偿服务。根据计划，我国将在未来几年陆续发射系列北斗导航卫星，预计到2008年左右满足中国及周边地区用户对卫星导航系统的需求，并进行系统组网和试验，逐步扩展为全球卫星导航系统。这个系统将主要用于国家经济建设，为交通运输，气象、石油、海洋、森林、通信、公安等部门以及其他特殊行业提供高效的导航定位服务。中国全球定位系统技术应用协会信息咨询服务中心主任曹冲透露，前建成。美国的GPS系统由24颗工作卫星和等间距的轨道平面上，轨道面相对赤道的夹角为陆续发射系列北斗导航卫星，预计到2008年左右满足中国及周边地区用户对卫星导航系统的需求，并进行系统组网和试验，逐步扩展为全球卫星导航系统。这个系统将主要用于国家经济建设，为交通运输，气象、石油、海洋、森林、通信、公安等部门以及其他特殊行业提供高效的导航定位服务。中国全球定位系统技术应用协会信息咨询服务中心主任曹冲透露，前建成。美国的GPS系统由24颗工作卫星和等间距的轨道平面上，轨道面相对赤道的夹角为卫星，卫星的轨道接近圆形，轨道高度为2．能覆盖全球，用户数量不受限制。其所发射的信号编码有精码与粗码。精码保密，主要提供给本国和盟国的军事用户使用；粗码提供给本国民用和全世界使用。精5+30'’的导航卫星布局将于4颗备用卫星组成。它们分布在55度，每个轨道面上有01836万公里，周期约201O年6个4颗工作12小时。GPS码给出的定位信息比粗码的精度高。GPS系统能够连续、适时、隐蔽地定位，一次定位时间仅几秒到十几秒，用户不发射任何电磁信号，只要接受卫星导航信号即可定位，所以可全天候昼夜作业，隐蔽性好。俄罗斯的GLONASS□□□□□□□□□□□□21颗，分布在同时有15分。因3颗备份星。每颗卫星都在1．91万公里高的轨道上运行，周期为GLONASS□□□□□□□□□□□□□□,□□□3个轨道平面上，11小时俄罗斯的GLONASS□□□□□□□□□□□□21颗，分布在同时有15分。因3颗备份星。每颗卫星都在1．91万公里高的轨道上运行，周期为GLONASS□□□□□□□□□□□□□□,□□□3个轨道平面上，11小时8颗卫星能够正常工作。GLONASS的□□□□GPS系统的精度低。为此，俄罗斯正在着手对行现代化改造，8年（现行卫星寿命为12月就发射了3颗新型“旋风”3年），具有更好的讯号特性。卫星。该卫星的设计寿命将为GLONASS进7口欧洲“伽利略”系统是欧洲计划建设的新一代民用全球卫星导航系统，预计2008年系统建成并投入运营。按照规划，“伽利略”计划将耗资约座由里的30颗卫星组成。卫星采用中等地球轨道，均匀地分布在高度约为3个轨道面上，星座包括2008年系统建成并投入运营。按照规划，“伽利略”计划将耗资约座由里的30颗卫星组成。卫星采用中等地球轨道，均匀地分布在高度约为3个轨道面上，星座包括27颗工作星，另加3颗备份卫星．系统的典型功能27亿美元，星2．3万公“伽利略”接收机不仅可以接受本GPS“伽利略”接收机不仅可以接受本GPS、“GLONASS”这两大系统的信号，并且具有导航功能系统信号，而且可以接受是信号中继，即向用户接收机的数据传输可以通过一种特殊的联系方式或其他系统的中继来实现，例如通过移动通信网来实现。与移动电话功能相结合、与其他导航系统相结合的优越性能。

GPS系统简介海空导航、车辆引行、大地测量等都需要精密定位。为此，人们建立了不少□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□-C(Loran--C)米伽(Omega、塔康(Tacan)□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□星系统”(NavyNavigationSatelliteSystem,NNSS)□□□□□□□□□□□：(1)作用距离短。例如塔康无线电导航系统，它的作用距离仅是一个半径为70Km的圆；(2)用户有限。例如采用机载询问器和地面应答器工作的塔康系统，仅可供不足15，500个左右的用户使用；(3)定位精度低。定位误差一般为几米到几十米，甚至几公里。传统的导航技术需要一场深刻的革命。1973年12月，美国国防部批准海陆空三军联合研制新型军用卫星导航系统—NAVSTARGPS(NavigationbySatelliteTimingandRangingGlobalPositioningSystem，用卫星定时测距全球导航定位系统)，□□□□□□GPS全球卫星定位系统”。GPS被美国列为重点空间计划之一，成为继阿波罗登月计划，航天飞机计划之后的第三项庞大空间计划。经过方案论证、工程研制、生产作业□□□□□□，到1993年□，□□GPS□□□□□□□□□建成[12]。GPS全球卫星定位系统同其它导航与定位系统相比，其主要特点[13]如下：□11全球地面连续覆盖。由于GPS□□□□□□□□□□□□，所以地球上任何地点均可连续同步观察到四颗卫星以上，从而保证了全球、全天候连续的实时导航和定位。2)功能多，精度高。维速度和时间等信息。术)，静态相对定位精度可达十纳秒。32)功能多，精度高。维速度和时间等信息。术)，静态相对定位精度可达十纳秒。3)实时定位速度快。一般说来，□□□□□□□□□□□□5110米(不施加SAO.11lppm，测速精度为0.1m/s，□□□□□□□□□4)抗干扰性能好，保密性强。GPS采用了数字通讯中的特殊编码技术，即□4)抗干扰性能好，保密性强。GPS采用了数字通讯中的特殊编码技术，即伪随机码技术GPS□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□广泛的应用价值和发展潜力。近十年来GPS