GPS接收機是接收全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星信號并確定地面空間位置的儀器。GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航定位信號,是一種可供無數(shù)用戶共享的信息資源。對于陸地、 海洋和空間的廣大用戶,只要擁有能夠接收、跟蹤、變換和測量GPS信號的接收設(shè)備, 即GPS信號接收機。
組成結(jié)構(gòu)
GPS用戶部分的核心是GPS接收機。其主要由基帶信號處理和導(dǎo)航解算兩部分組成。其中基帶信號處理部分主要包括對GPS衛(wèi)星信號的二維搜索、捕獲、跟蹤、偽距計算、導(dǎo)航數(shù)據(jù)解碼等工作;導(dǎo)航解算部分主要包括根據(jù)導(dǎo)航數(shù)據(jù)中的星歷參數(shù)實時進行各可視衛(wèi)星位置計算;根據(jù)導(dǎo)航數(shù)據(jù)中各誤差參數(shù)進行星鐘誤差、相對論效應(yīng)誤差、地球自轉(zhuǎn)影響、信號傳輸誤差(主要包括電離層實時傳輸誤差及對流層實時傳輸誤差)等各種實時誤差的計算,并將其從偽距中消除;根據(jù)上述結(jié)果進行接收機PVT的解算;對各精度因子(DOP)進行實時計算和監(jiān)測以確定定位解的精度?;鶐盘柼幚恚涸贕PS衛(wèi)星信號的搜索部分,介紹了不同啟動形式下對信號搜索的不同策略;在信號捕獲部分,著重介紹了兩種GPS衛(wèi)星信號的捕獲方法,即通過快速傅立葉變換(FFT)進行二維捕獲以及通過延遲相乘法進行二維捕獲;在信號跟蹤部分,分別介紹了采用非相干延遲鎖定環(huán)作為偽碼跟蹤環(huán)以及采用科思塔斯環(huán)作為載波跟蹤環(huán)對輸入信號進行跟蹤,對導(dǎo)航電文及各觀測量進行提取;在導(dǎo)航數(shù)據(jù)解碼部分,介紹了導(dǎo)航電文的解碼和校驗方法。導(dǎo)航解算:這部分內(nèi)容為本課題的主要研究工作,因此,也作為本文的重點按各功能模塊的不同進行了較詳細的介紹。在衛(wèi)星實時位置求解部分主要介紹了導(dǎo)航解算中常用坐標系及其相互轉(zhuǎn)換關(guān)系;GPS時間系統(tǒng)及廣播星歷的意義及用法;根據(jù)衛(wèi)星廣播星歷數(shù)據(jù)計算當前時刻各可視衛(wèi)星位置的方法。在主要誤差源及消除算法部分著重介紹了衛(wèi)星鐘差、相對論效應(yīng)誤差的來源及消除方法;對因地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生誤差的改正;衛(wèi)星信號實時傳輸誤差即電離層延遲誤差和對流層延遲誤差的來源、各改正模型及性能比較。在接收機PVT解算部分分別介紹了根據(jù)衛(wèi)星位置和消除各項誤差后的偽距進行的接收機位置時間解算(在可視衛(wèi)星數(shù)目大于4顆時采用*小二乘法求解)及對載體運動速度的兩種解算方法 [1] 。
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