授時(shí)和定位接收機(jī)基本原理

1、接收機(jī)主要結(jié)構(gòu)

  天線：帶前置放大器，將極微弱的衛(wèi)星信號(hào)電磁波能轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電流。在一些GPS天線可能會(huì)裝入一個(gè)低噪放大器，稱有源天線，其目的是在接收機(jī)內(nèi)維持一個(gè)低的噪聲系數(shù)，這一放大器需要供電，通常有接收機(jī)前端通過RF同軸電纜供電，一般為5V。

  LNA：低噪聲放大器使接收機(jī)通道得到穩(wěn)定的高增益，并且使L頻段的射頻信號(hào)變成低頻信號(hào)，發(fā)射的衛(wèi)星頻率很高，接收機(jī)要先對(duì)其降頻即下變頻射頻芯片：將采集的衛(wèi)星高頻信號(hào)變到中頻信號(hào)，再對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行采樣將其變成數(shù)字信號(hào)。

  微處理器（基帶處理芯片）：用于接收機(jī)的控制、數(shù)據(jù)采集和導(dǎo)航計(jì)算。

  ①接收機(jī)開機(jī)后首先對(duì)整個(gè)接收機(jī)工作善進(jìn)行自檢，并測(cè)定、校正、存儲(chǔ)各通道的時(shí)延值。

  ②接收機(jī)對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行搜索捕捉衛(wèi)星。當(dāng)捕捉到衛(wèi)星后即對(duì)信號(hào)進(jìn)行牽引和跟蹤，并將基準(zhǔn)信號(hào)譯碼得到GPS衛(wèi)星星歷。當(dāng)同時(shí)鎖定4顆衛(wèi)星時(shí)，將C/A碼偽距觀測(cè)值連同星歷一起計(jì)算測(cè)站的三維坐標(biāo)，并按預(yù)置位置更新率計(jì)算新的位置。

  ③根據(jù)機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)的衛(wèi)星歷書和測(cè)站近似位置，計(jì)算所有在軌衛(wèi)星衛(wèi)星升降時(shí)間、方位和高度角。

  ④根據(jù)預(yù)先設(shè)置的航路點(diǎn)坐標(biāo)和單點(diǎn)定位測(cè)站位置計(jì)算導(dǎo)航的參數(shù)航偏距、航偏角、航行速度等。

  ROM和SRAM：存儲(chǔ)器存儲(chǔ)衛(wèi)星星歷、衛(wèi)星歷書、接收機(jī)采集到的碼相位偽距觀測(cè)值、載波相位觀測(cè)值及多普勒頻移。在存儲(chǔ)器內(nèi)還裝有多種工作軟件，如：自測(cè)試軟件；衛(wèi)星預(yù)報(bào)軟件；導(dǎo)航電文解碼軟件；GPS單點(diǎn)定位軟件等。

精密振蕩器：提供碼相關(guān)等需要的相對(duì)精確的時(shí)序。

授時(shí)機(jī)工作原理

  2、 接收機(jī)分類

按工作原理劃分:

  相關(guān)型接收機(jī):能夠產(chǎn)生與所測(cè)衛(wèi)星測(cè)距碼結(jié)構(gòu)完全相同的復(fù)制碼。利用的是C/ A碼或P碼,條件是掌握測(cè)距碼結(jié)構(gòu)，也稱有碼接收機(jī)。

  平方型接收機(jī): 利用載波信號(hào)的平方技術(shù)去掉調(diào)制碼，獲得載波相位測(cè)量所必需的載波信號(hào)。該機(jī)只利用衛(wèi)星信號(hào)，無需解碼，不必掌握測(cè)距碼結(jié)構(gòu)，稱無碼接收機(jī)。

混合型接收機(jī): 綜合利用了碼相關(guān)技術(shù)和平方技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)獲得碼相位和精密載波相位觀測(cè)量。目前廣泛使用。

按接收機(jī)分類：

  1、按照通道類型：多通道、序貫通道、多路復(fù)用

  2、接收機(jī)類型：?jiǎn)晤l（只接受L1），雙頻（L1+L2）

  3、接收機(jī)用途：導(dǎo)航型、測(cè)量型、授時(shí)型

按定位方式

  1、單點(diǎn)定位就是根據(jù)一臺(tái)接收機(jī)的觀測(cè)數(shù)據(jù)來確定接收機(jī)位置的方式，它只能采用偽距觀測(cè)量，可用于車船等的概略導(dǎo)航定位。

  2、相對(duì)定位（差分定位）是根據(jù)兩臺(tái)以上接收機(jī)的觀測(cè)數(shù)據(jù)來確定觀測(cè)點(diǎn)之間的相對(duì)位置的方法，它既可采用偽距觀測(cè)量也可采用相位觀測(cè)量，大地測(cè)量或工程測(cè)量均應(yīng)采用相位觀測(cè)值進(jìn)行相對(duì)定位。

  3、HJ210時(shí)鐘服務(wù)器接收機(jī)主要參數(shù)可設(shè)置單北斗，單GPS和北斗GPS混合模式通道數(shù)：32通道接受頻率1575.42MHz（GPS L1信號(hào)），1561.098&plusmn;4MHz（BD2 B1 ）接收靈敏度：捕獲〈-160dBW，跟蹤〈-163dBW。***定位時(shí)間(TTFF)：冷啟動(dòng):32s,熱啟動(dòng):1s,失鎖重捕獲:<1s；定位精度(RMS)：3m,三維；速度精度(RMS)：0.1m/s；接受頻率直接決定接受什么樣的衛(wèi)星信號(hào)。

  接受靈敏度：接收機(jī)能夠正確地把有用信號(hào)解析出來的最小信號(hào)接收功率通道數(shù)：可以簡(jiǎn)單理解為接收機(jī)接受衛(wèi)星的顆數(shù)，目前GPS實(shí)測(cè)接受顆數(shù)約11顆，北斗7-10顆。