GPS
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GPS卫星分布在 6 个轨道平面内,每个轨道分布有 4 颗卫星,各轨道平面升交点的赤经相差 55 度。
轨道倾角为 55 度,各轨道平面之内相距 60 度,在距地球 20200 公里的高空中运行。
GPS与INS(惯性导航)按综合深度可分为松散综合和紧密综合两类GPS系统属于被动式导航定位系统,北斗双星导航定位系统属于主动式导航定位系统。
(填主动式或被动式)GPS的英文全称是 Global Positioning System ,汉语意思是全球定位系统。
不同空间直角坐标系间的转换,布尔萨七参数模型中,七个参数分别是ZYX∆∆∆、、,mzyx,,,εεε在开普勒七参数中,椭圆长半径s a,偏心率s e,真近点角s f唯一地确定了卫星轨道的形状、大小及卫星轨道上的瞬时位置。
卫星轨道六要素有升交点赤经Ω轨道倾角i 近地点张角w 轨道长半轴a 轨道偏心率e 真近点角Mf 。
GPS的星历数据和用户定位数据都采用 WGS-84坐标系坐标系统。
电磁波的频率越小,电离层折射的影响大。
GPS信号包括载波信号测距码和导航电文等信号分量,其中测距码码又包括 C/A 码和 P 码。
导航电文主要包括卫星星历、卫星钟改正参数时间系统工作状态信息以及由C/A码确定P码的交换码信息。
GPS定位建立在全球大地系统的基础上,它是以为地球质心原点与地球固连得坐标系,属于协议地球坐标系坐标系。
GPS网的基准包括位置基准、方位基准和尺度基准。
为了描述卫星之间的几何关系,引入了几何精度因子的概念。
它反映了由于几何关系的影响造成的测量精度与用户位置间的比例系数,与坐标系的无关选择。
(填有关或无关)在GPS定位中,影响测量的偏差可以分为与卫星有关的偏差、与信号传播有关的误差、与接收机有关的偏差三类。
根据GPS/INS组合导航系统中GPS与INS两系统间的信息交换的深度可以把组合系统的功能结构分为非耦合方式、松组合方式、紧组合方式。
GPS系统主要由卫星星座地面控制系统接收机三大部分组成。
gps名词解释GPS是全球定位系统(Global Positioning System)的缩写,是一种通过卫星系统为用户提供精确的地理位置和导航信息的技术。
它主要由卫星系统、地面系统和用户终端三个部分组成。
卫星系统是GPS的核心部分,由一组高度约为20200公里的卫星组成,它们按照一定轨道分布在地球上空,每一颗卫星周期性地通过无线电信号向地面发送时间和位置信息。
地面系统是用来控制卫星运行和维护其正常运行的设施和设备。
地面系统监测和控制卫星运行轨迹,对卫星进行时钟校准、导航系统状态监测等,并通过地基天线与卫星进行通信。
用户终端是使用GPS系统的设备,包括GPS接收机和相关软件。
GPS接收机通过接收来自卫星的信号,计算出用户的地理位置和导航信息,然后将这些信息传输给用户。
GPS在实际应用中有多种功能。
最基本的功能就是定位,通过GPS可以精确地确定地球上的位置。
它可以提供准确的经度、纬度和海拔信息,使用户能够快速和准确地确定自己的位置。
除了定位功能,GPS还可以提供导航功能。
用户在设备上设置目的地,GPS可以提供最佳的导航路线和方向,指导用户到达目的地。
它可以通过语音提示、地图显示等方式,为用户提供导航信息,使用户能够轻松地导航到目的地。
此外,GPS还可以用于时间同步。
由于GPS卫星上有高精度的原子钟,通过接收GPS信号,可以精确地同步设备的时间。
这在许多领域都非常重要,如通信、金融、天文学等。
综上所述,GPS是一种通过卫星系统为用户提供精确的地理位置和导航信息的技术。
它通过卫星系统、地面系统和用户终端三个部分相互配合,实现定位、导航和时间同步等多种功能,具有广泛的应用价值。
GPS_百度百科一、GPS的基本概念和原理GPS,全称为全球定位系统(Global Positioning System),是一种基于卫星导航系统的定位技术。
它由一系列的卫星、地面控制站和用户设备组成,能够准确测量地球上任意点的位置坐标,并提供导航、定位等功能。
GPS的原理主要基于三个方面:卫星发射的信号、接收器接收的信号和测量时间。
首先,GPS系统中有24颗卫星(包括备用卫星),它们通过人造卫星轨道在地球上的分布。
这些卫星以恒定速度绕地球旋转,每颗卫星每天都会固定几次跟踪站的位置,并通过无线电信号发送卫星的位置信息。
其次,GPS接收器位于地面或者其他移动设备中,用来接收卫星发射的信号。
接收器会接收到至少四颗卫星的信号,并通过测量信号的传播时间来计算接收器到每颗卫星的距离。
通过将这些距离进行三角测量,GPS接收器能够确定接收器所在的位置。
最后,GPS接收器需要测量时间来确定信号传播的速度,并精确计算出定位信息。
GPS接收器内置一个高精度的原子钟,用来测量信号传播的时间。
接收器通过比较卫星发射信号的时间和它接收到信号的时间差来计算信号的传播时间,从而得出定位信息。
二、GPS的应用领域GPS的应用广泛,涵盖了几乎所有与位置有关的领域。
下面简要介绍几个主要的GPS应用领域:1.车辆导航和交通管理:GPS可以实时导航汽车、飞机等交通工具,提供最佳路线和交通信息,并帮助交通管理部门监控交通流量和疏导交通。
2.航海和航空:GPS已经成为航海和航空领域的重要工具,可用于船舶和飞机的导航定位、航线规划等。
3.军事应用:GPS最初是作为军事导航系统而研发的,现在仍广泛应用于军事领域,用于战术导航、目标定位、军事通信等。
4.地质勘探和测绘:GPS能够提供高精度的地球表面位置坐标,因此在地质勘探、测绘和地质灾害预警等方面有重要应用。
5.环境监测和气象预测:GPS可以用于监测大气湿度、气压和大气延迟等数据,从而提供准确的气象预测和环境监测。
目录1. 什么是GPS2. GPS入门术语大全3. Gps应用基础知识4. GPS核心芯片介绍,选GPS还要看芯片!!5. GPS 的热启动冷启动和温启动6. 购买GPS时要知道的性能指标7. 关于GPS“三代芯片”8. GPS的种类介绍,让我们了解GPS。
9. 目前常用的GPS定位导航软件简介10.新手必读 GPS购买和应用问题汇总11.GPS系统的特点——七点总结!12.导致GPS定位误差的各种因素13.GPS如何定位14.GPS使用指北析解15.GPS常见问题指南一、什么是GPS全球定位系统(GPS)是本世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。
其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的,是美国独霸全球战略的重要组成。
经过20余年的研究实验,耗资300亿美元,到1994年3月,全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。
全球定位系统由三部分构成:(1)地面控制部分,由主控站(负责管理、协调整个地面控制系统的工作)、地面天线(在主控站的控制下,向卫星注入寻电文)、监测站(数据自动收集中心)和通讯辅助系统(数据传输)组成;(2)空间部分,由24颗卫星组成,分布在6个道平面上;(3)用户装置部分,主要由GPS接收机和卫星天线组成。
全球定位系统的主要特点:(1)全天候;(2) 全球覆盖;(3)三维定速定时高精度;(4)快速省时高效率:(5)应用广泛多功能。
全球定位系统的主要用途:(1)陆地应用,主要包括车辆导航、应急反应、大气物理观测、地球物理资源勘探、工程测量、变形监测、地壳运动监测、市政规划控制等;(2)海洋应用,包括远洋船最佳航程航线测定、船只实时调度与导航、海洋救援、海洋探宝、水文地质测量以及海洋平台定位、海平面升降监测等;(3)航空航天应用,包括飞机导航、航空遥感姿态控制、低轨卫星定轨、导弹制导、航空救援和载人航天器防护探测等。
DGPS全球定位系统(GPS)由分布在六个轨道上的24颗通信卫星组成。
这些卫星每天环绕地球运转两次,相对赤道的倾斜角度约为55度。
这24颗卫星以高频率(1500MHz范围)连续发送编码定位和定时信息。
GPS地面接收机接收信号,使用编码信息计算地球坐标系统的位置。
接收机通过计算从每个卫星发射的无线信号到达接收机的时间来判断位置。
将时间乘于光速可得到接收机到每个卫星的距离:距离=光速x 时间。
时间可由GPS接收机里的精确码匹配技术得到。
每个卫星的位置编码在发射信号中。
具有这些数据,接收机能够对地球上的位置进行三维坐标计算。
差分(DGPS)就是把高精度的GPS接收机安装在位置准确测定的地点组成基站。
基站接收GPS卫星信号所测定的位置和本站已知位置相比较求得位置测定误差或伪距测量误差,并将这些误差作为校正值向四周空间发播。
基站附近的GPS用户接收机收到来自基站的校正信号,修正自身的GPS测量值,从而大大提高定位精度。
同时采用机内机外两种直流电源。
设置机内电池的目的在于更换外电池时不中断连续观测。
在用机外电池的过程中机内电池自动充电。
关机后机内电池为RAM存储器供电以防止丢失数据。
近几年国内引进了许多种类型的GPS测地型接收机。
各种类型的GPS测地型接收机用于精密相对定位时其双频接收机精度可达5MM+1PPM.D单频接收机在一定距离内精度可达10MM+2PPM.D。
用于差分定位其精度可达亚米级(1) 信息查询功能。
监控中心发送特定指令查询车辆的行驶情况,并在电子地图上实时显示,比以往的系统更直观。
(2) 监控报警功能。
遇到突发危险时,向监控中心发送报警信息,监控中心接收信息并在电子地图上显示车辆的具体位置,同时监听车内的动静,提高了车辆行驶的安全性。
(3) 向某一授权手机发送位置信息。
在对系统进行初始化设置时,可以设定一个授权手机,使得系统也可以向此授权手机发送位置信息,提高系统的灵活性。
整个系统由三部分组成,即移动车辆、GSM 网络、监控中心。
一、什么叫GPS、GPS的原理二、GPS系统的组成三、GPS应用四、GPS的用途、发展五、GPS在交通中的作用六、GPS全球定位系统七、GPS导航技术的新进展八、GPS卫星现代化九、什么是电子地图十、GPS常见短语翻译一、什么叫GPS、GPS的原理GPS即全球定位系统(Global Positioning System)是美国从本世纪70年代开始研制,历时20年,耗资200亿美元,于1994年全面建成,具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
经近10年我国测绘等部门的使用表明,GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点,赢得广大测绘工作者的信赖,并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、动力学等多种学科,从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。
全球定位系统(Global Positioning System)是美国第二代卫星导航系统。
是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的,它采纳了子午仪系统的成功经验。
和子午仪系统一样,全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。
按目前的方案,全球定位系统的空间部分使用24颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星星座。
21+3颗卫星均为近圆形轨道,运行周期约为11小时58分,分布在六个轨道面上(每轨道面四颗),轨道倾角为55度。
卫星的分布使得在全球的任何地方,任何时间都可观测到四颗以上的卫星,并能保持良好定位解算精度的几何图形(DOP)。
这就提供了在时间上连续的全球导航能力。
地面监控部分包括四个监控站、一个上行注入站和一个主控站。
监控站设有GPS用户接收机、原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数据初步处理的计算机。
监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。
主控站设在范登堡空军基地。
它对地面监控部实行全面控制。
主控站主要任务是收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据,利用这些数据计算每颗GPS 卫星的轨道和卫星钟改正值。
1.什么是全球定位系统(GPS)全球定位系统(Global Positioning System - GPS)是美国从本世纪70年代开始研制,历时20年,耗资200亿美元,于1994年全面建成,具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。
经近10年我国测绘等部门的使用表明,GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点,赢得广大测绘工作者的信赖,并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科,从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。
全球定位系统(Global Positioning System,缩写GPS)是美国第二代卫星导航系统。
是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的,它采纳了子午仪系统的成功经验。
和子午仪系统一样,全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。
按目前的方案,全球定位系统的空间部分使用24颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星星座。
21+3颗卫星均为近圆形轨道,运行周期约为11小时58分,分布在六个轨道面上(每轨道面四颗),轨道倾角为55度。
卫星的分布使得在全球的任何地方,任何时间都可观测到四颗以上的卫星,并能保持良好定位解算精度的几何图形(DOP)。
这就提供了在时间上连续的全球导航能力。
地面监控部分包括四个监控间、一个上行注入站和一个主控站。
监控站设有GPS用户接收机、原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数据初步处理的计算机。
监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站。
主控站设在范登堡空军基地。
它对地面监控部实行全面控制。
主控站主要任务是收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据,利用这些数据计算每颗GPS卫星的轨道和卫星钟改正值。
上行注入站也设在范登堡空军基地。
它的任务主要是在每颗卫星运行至上空时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星。
gps是什么意思
GPS是全球定位系统(Global Positioning System)的缩写形式,它是一种基于卫星的定位系统,用于获得地理位置信息以及准确的通用协调时间。
该系统由美国政府放置在轨道中的24颗卫星组成。
GPS可提供精确度在10米之内的导航。
它可在任何天气条件下、全球任何地方工作。
使用GPS无需支付定购费或安装费。
该系统由美国政府运营,且其精度和维护也由美国政府完全负责。
扩展资料:
利用GPS定位卫星,在全球范围内实时进行定位、导航的系统,称为全球卫星定位系统,简称GPS。
GPS是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统,能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息,是卫星通信技术在导航领域的应用典范,它极大地提高了地球社会的信息化水平,有力地推动了数字经济的发展。
GPS的前身是美国军方研制的一种子午仪卫星定位系统(Transit),1958年研制,1964年正式投入使用。
该系统用5到6颗卫星组成的星网工作,每天最多绕过地球13次,并且无法给出高度信息,在定位精度方面也不尽如人意。
GPS的原理与应用1. GPS的原理GPS全称为全球定位系统(Global Positioning System),它是一种通过卫星定位的导航系统。
GPS系统由一组卫星、地面监测站和用户设备(如手机、汽车导航仪等)组成。
它的原理基于三角定位原理和时间测量原理。
1.1 三角定位原理GPS系统中的卫星以地球为中心,在空间中构成一个球形的分布。
当接收机接收到至少三颗卫星发射的信号时,可以通过测量接收到信号的时间差来确定接收机与每颗卫星之间的距离。
这样,通过三个卫星的距离信息,可以得到接收机所在的位置。
1.2 时间测量原理GPS系统中的卫星会定期广播自己的位置和时间信息。
接收机接收到卫星发射的信号后,会记录下信号接收的时间和卫星发射信号的时间。
通过对时间差进行计算,可以获得信号传播的时间。
由于光速是已知的,可以通过信号传播所花费的时间计算出接收机和卫星之间的距离。
2. GPS的应用GPS技术在众多领域都有广泛的应用,我们可以看到GPS在以下四个领域的应用越来越广泛。
2.1 建筑和土木工程•施工定位:在建筑和土木工程中,GPS可以用于确定建筑物或道路的准确位置,帮助施工人员准确地布置和定位设备。
•勘察测量:GPS可以在建筑和土木工程的勘察测量过程中提供准确的位置和高程信息,用于制定项目计划和设计。
2.2 交通导航•汽车导航系统:现代汽车导航系统普遍使用GPS技术来提供车辆的准确位置和导航指引。
•实时交通信息:GPS可以用于收集实时交通信息,帮助驾驶员选择最佳路线以避开拥堵。
2.3 航空航海•飞行导航:GPS在航空领域被广泛应用,在飞行导航中提供准确的位置和航向信息,帮助飞行员进行安全的飞行。
•船舶导航:GPS可以在航海中提供船舶的准确位置和导航信息,帮助船员进行航海导航和目标定位。
2.4户外探险和运动•登山和徒步旅行:户外运动爱好者可以使用GPS设备追踪和记录自己的活动轨迹,以及定位自己的位置,保证安全。
gps的名词解释GPS,全球定位系统(Global Positioning System)的缩写。
是一种基于卫星导航技术的定位系统,通过全球范围内的一组卫星,能够提供地理位置和时间信号。
GPS系统主要由卫星组成,支持接收机和控制段等多个组件。
GPS系统的工作原理是利用空间中的24颗运行着的GPS卫星,通过向地球上的接收机发送无线电信号,接收机接收到至少4颗卫星的信号后,根据信号的时间差来计算出它和卫星之间的距离,通过多边定位法原理计算出接收机的位置。
同时,GPS系统还能提供精确的时间信号,使接收机可以获得准确的时间。
GPS系统有许多实际应用,包括导航、定位、测量等各个领域。
在导航上,人们可以使用GPS定位自己的位置,并获得导航路线和方向指示;在军事领域,GPS系统被广泛应用于军事导航、轨迹追踪和火力控制等方面;在航空航天领域,GPS系统被用于航空器的导航、自动降落等;在地质勘测和土壤测量中,GPS系统也可以提供准确的测量数据等。
此外,GPS系统还在海洋、农业、气象、交通管理等领域有着广泛的应用。
GPS系统的优点在于其全球范围、高精度、即时性和可靠性。
由于卫星不受地理位置限制,因此无论在全球哪个地方,只要能接收到卫星信号,就可以进行定位和导航。
GPS系统的精度相对较高,一般能够提供米级甚至厘米级的精度。
同时,GPS系统具有实时性,即信息传输和接收几乎是瞬间完成的。
此外,GPS系统稳定可靠,可以适应各种环境和恶劣天气条件。
然而,GPS系统也存在一些不足之处。
由于信号传播的原理和限制,GPS在封闭环境、深海、深山等地形复杂的地方,接收信号可能会受到一定影响,导致定位不准确或无法定位。
此外,GPS系统也会受到人为干扰,如信号屏蔽、恶意干扰等。
此外,GPS系统也存在一定的安全性问题,如被黑客攻击、伪装等。
总的来说,GPS系统是一项重要的技术,用于提供定位、导航和时间信号。
它技术先进,广泛应用于各个领域,对于人们的出行、工作和生活有着重要的意义。
GPS 全球卫星导航仪概述(GPS---GLOBAL POSITIONING SYSTEM) 全球卫星导航是导航卫星进行的全球,全天候,高精度的连续定位系统。
它是以空间卫星为基础的无线电导航系统。
借助于24颗高轨道空间人造卫星为全球表面以及近地空间用户,通过测量距离和距离的变化率来精确提供全天候,连续实时,高精度的三维位置,速度和时间信息。
该系统已经涉及到航空,航海,大地测量,交通管制,农作物产量提高等各个领域GPS全球定位系统主要有三部分组成: 空间部分,地面控制部分和用户设备部分。
GPS 卫星导航仪的一般组成:GPS天线和接收机主机。
一训练目的通过评估训练让学生了解GPS 基本原理,通过训练能够熟练地进行GPS的基本操作。
尤其是到船上工作中能够用到的功能要熟练的操作。
为将来的工作打下良好的基础。
二训练的内容1 正确的开机关机。
2 亮度调整,对比度调整。
3 初始船位,大地测系,时间等的初始数据输入。
4 典型功能键的使用1) 设置转向点2)设计航线3)切换显示界面4)设置报警5)读取导航信息6)人员落水功能键的使用三基本操作和使用GPS有多种型号,下面以GP-30/35型GPS 讲解一下其基本操作和使用。
一)开机和关机对于GP-30/35型GPS导航仪。
使用时首先接通船电,然后按一下<DIM/PWR> 电源键导航仪即开机。
长按<PWR> 电源键两秒钟导航仪电源切断即关机。
二)调整亮度对比度在型<DIM/PWR> 键或键调整亮度。
按或调整对比度。
调整好后按< ENT> 键确认。
三)按<DISP> 键用以切换不同的显示界面共使用者选取合适的界面。
GP-30/35 提供PLOTTER DISPLAY, HIGHW AY DISPLAY, NA V DA TE DISPLAY ,STEERING DISPLAY 四种显示界面,用户根据需要选取。
∙两种内置GPS天线的简介o平板式天线(PATCH Antenna)平板式天线由于其耐用性和相对地容易制作,所以成了应用最为普遍的一类天线.其形状可以是圆的也可以方的或长方的,如同一块敷铜的印刷电路板.它由一个或多个金属片构成,所以GPS天线最常用的形状是块状结,像个烧饼.由于天线可以做得很小,因此适合于航空应用和个人手持应用.天线的另一个主要特性,是其的增益图形,即方向性.利用天线的方向性可以提高其抗干扰和抗多径效应能力.在精确定位中,天线的相位中心的稳定性是个很重要的指标.但是,普通的导航应用中,人们希望用全向天线,至少能接收天线地平以上五度视野内所有天空中的可见卫星信号,但是平板式天线在卫星于天线正上方时,讯号增益才是最大.平板的接收范围在平板上方,平板要面向天空,这对于手持以及车载都会带来麻烦,我们可以看到可调角度的CF接收器越来越多(可折叠的SDGPS 丽台9551),就是因为平板式天线这种特性使得厂家为了接收器有更好的收讯效果才想出来的招.四臂螺旋式天线(Quadrifilar Helix Antenna )四臂螺旋式天线由四条特定弯曲的金属线条所组成.不需要任何接地.它具备有Zapper天线的特性,也具备有垂直天线的特性.此种巧妙的结构,使天线任何方向都有3dB的增益,增加了卫星讯号接收的时间.四臂螺旋式天线拥有全面向360度的接收能力,因此在与pda结合时,无论PDA的摆放位置如何,四臂螺旋式天线皆能接收,有别于使用平板GPS天线需要平放才能较好的接收的限制.使用此种天线,当卫星出现于地平面上10度时,即可收到卫星所传送的讯号.但是如果地面接收站附近干扰源较多,则不适用四臂螺旋式天线,因为四臂螺旋式天线具备有水平方向的增益,会将噪声一起放大,反而干扰了卫星讯号的接收.但是科技在进步,现在所生产的四臂螺旋式天线能突破多项传统天线的限制.天线是以陶瓷制成,Near-Field极小,约仅有3~5mm,而有些传统天线的Near-Field甚至高达1m.Near-Field愈小,则使用者手持GPS装置时,人体愈不会造成干扰.现在的四臂螺旋式天线的特点还包括完整的巴伦电路(Balun)设计,此设计能隔离天线周边的噪声,因此能容许各种功能的天线并存于极小的空间中而不会互相干扰.对于整合功能日趋多元,且强调轻薄短小的手持式电子产品而言,此特性的重要性不可言喻.∙GPS天线特性o天线是GPS 用户设备的重要组成部分,GPS 接收机通过天线获取卫星信号及相关数据信息,GPS 用于大地测量所获取的基线及三维坐标矢量是通过基线两端GPS 天线中心之间的坐标矢量加上相应的天线高改正获得的。
由于GPS 天线本身的特性,其几何中心与其电学相位中心不一致,两者不仅在东、北、高程三个方向存在一个固定的偏差,而且随着接收到的GPS 卫星的高度和方位的变化而变化。
这种变化有时在高程方向上会带来十几厘米的误差,若不考虑加以修正,必将对测量结果带来影响,尤其是在高精度的GPS 测量中。
利用GPS 进行静态测量时,对于用同一种类型的天线进行短基线或超短基线静态测量,由于基线两端GPS 天线接收到的卫星数目和信号强度基本一致(假设没有测站环境干扰),基线两端GPS 天线的电学相位中心随接收到GPS 卫星的变化基本相同,这种情况可以认为是由于天线相位中心的变化致使基线有一个小的平移量,但基线长度及相应的三维坐标分量基本不受影响,因此在解算基线时可以不考虑对天线相位中心的变化进行改正。
但用同一种类型的天线进行长距离、高精度测量时,由于基线两端GPS 天线接收到的卫星不一致,不仅接收到卫星的高度角、方位角可能不同,而且接收到卫星的数目也可能不同,在这种情况下,解算基线时必须考虑对天线相位中心的变化进行改正。
不同类型的天线混合使用进行时高精度测量时,必须考虑对天线相位中心的变化进行改正。
∙GPS天线相位中心变化的改正方法o在硬件方面,生产商已经研制出了多个馈源GPS 天线,通过在一个安装多个信号馈源,使GPS 天线随着卫星信号变化的减小,从而达到减小天线相位中心变化误差的目的。
在软件方面,通过大量的实际观测测定出GPS 天线电学相位中心与其几何中心的固定偏差及不同高度角和方位角的卫星信号所引起的天线相位中心的变化参数,并把这些参数加入到软件中,在进行基线解算时利用这些参数对天线相位中心变化进行改正。
不同频率的信号对GPS 天线相位中心变化的影响不同。
同一厂家的同类GPS 天线特性基本一致。
多路径效应对天线相位中心变化带来一定的影响不同材料的天线罩对天线相位中心变化影响较大∙测试有源GPS天线的方法o GPS伴随着全球定位系统的发展,渐渐被全球消费市场所采用,不仅仅在专业或商业领域,如运输车队、科技探索、军事跟踪,而且还有许多消费类产品被普及到,比如手机和个人数据助理(PDA)设备上.实际上,车载GPS导航系统近几年已经成为美国、日本和欧洲市场上中高端汽车的标准配备.随着全球经济的带动,中国国产的GPS相关产品也越来越多,GOS产品的应用在国内也越来越普遍,相应人们在使用GPS时候产生的问题也与日俱增.根据MORLAB对GPS产品的检查测试实验经验,一部分GPS接收机的性能很不稳定的原因是由GPS接收天线产生的.所以对GPS天线性能测试是必须而迫切的。
GPS接收天线的作用是将卫星传来的无线电信号的电磁波能量变换成接收机电子器件可摄取应用的电流.通常对于专用设备或车载设备而言,由于设备与GPS接收模块之前往往有一定距离, 考虑到安装的便利性则可能在现实环境中会使用超过1米的溃线, 但由于馈线对信号有不少的损耗,在这种情况下我们只能选择有源GPS天线.所谓有源天线,是指天线中装有RF前置放大器或低噪声放大器的GPS天线。
本文所述的有源GPS天线测试可在MORLAB的OTA天线测试实验室中进行.总体测试架构类似于普通无源天线的测试环境,主要变化是需要增加一个Antenna splitter,把DC直流信号隔离,使其不能输入到测试系统,但同时又能给GPS天线供电.由于有源GPS天线内含单向放大器,GPS的工作形式又为纯接收机方式.因此,在测试时需要对测试系统进行相关特殊设置,使测试天线探头从原来的接收状态改为发射状态,GPS天线接收信号后,经射频线再传给VNA作数据分析。
GPS天线作为GPS设备中最重要的接收部件, 它起到的作用就像是人的"耳朵".因此GPS天线的性能好坏将直接关系到GPS整机的产品质量.经过对有源GPS天线的测试,可以帮助厂家确认GPS天线其的中心频率是否正确,验正增益和方向性等性能指标是否达到设计要求.通过GPS的OTA测试,将帮助GPS天线厂家及整机生产厂家改进GPS产品的接受性能,同时也给GPS产品经销商提供了一种检验GPS产品质量的新途径和新方法。
GPS天线测试系统总体框图GPS天线测试现场某GPS天线样品1575.42MHz GPS中心频率增益下陷GPS天线3D方向图手机设计GPS天线需要注意事项o在设计GPS天线的时候,以下几个地方是需要注意的1 供应商应该做的流程客户立项----机构评估(根据案子的机构图,进行评估机构是否为GPS天线的合格工作环境)----调试(根据案子的机器,确认定位时间与CN值)----提供样品(根据调试结果,提供样品)----送承认书----量产2 设计人员需要考虑的事项1)2D图档包括整个PCB外观尺寸,屏蔽盖的范围及厚度,有无cONnector,出线位置与方向,PATCH位置与大小,PCB板厚2)有源天线的单/双极LNA(一般情况都是单极)3)要不要加fir,filter在前面,中间,还是在后面(根据我们经验,一般情况会加一个SAW FILTER)4)cable的线长,线径及使用什么接头5)switch是电子式还是机构式6)电型规格工作电压(3-5V),工作电流(6-12mA),增益(17db,一般模块要求范围在13-25db,一般会有2-3个db的偏差),驻波比(我们一般做到最大2,不知道市场上是什么样),匹配(50欧姆,定值),噪声指数(2.0,实际上可以做到更小),频率(1575.42MHZ,GPS的标准频率,定值),频宽(10mhz)一、天线工作原理与主要参数天线是任何一个无线电通信系统都不可缺少的重要组成部分。
合理慎重地选用天线,可以取得较远的通信距离和良好的通信效果。
(一)天线的作用各类无线电设备所要执行的任务虽然不同,但天线在设备中的作用却是基本相同的。
任何无线电设备都是通过无线电波来传递信息,因此就必须有能辐射或接收电磁波的装置。
所以,天线的第一个作用就是辐射和接收电磁波。
当然能辐射或接收电磁波的东西不一定都能用来作为天线。
例如任何高频电路,只要不是完全屏蔽起来的,都可以向周围空间或多或少地辐射电磁波,或者从周围空间或多或少地接收到电磁波。
但是,任意一个高频电路并不一定能作天线,因为它辐射和接收电磁波的效率很低。
只有能够有效地辐射和接收电磁波的设备才有可能作为天线使用。
天线的另一个作用是”能量转换”。
大家知道,发信机通过馈线送入天线的并不是无线电波,收信天线也不能直接把无线电波送入收信机,这里有一个能量的转换过程,即把发信机所产生的高频振荡电流经馈线送入天线输入端,天线要把高频电流转换为空间高频电磁波,以波的形式向周围空间辐射。
反之在接收时,也是通过收信天线把截获的高频电磁波的能量转换成高频电流的能量后,再送给收信机。
显然这里有一个转换效率问题。
天线增益越高,则转换效率就越高。
(二)天线的分类天线的形式繁多,按其用途可以分为发信天线和收信天线;按使用波段可以分为长、中、短、超短波天线和微波天线、微带天线等。
此外,我们还可按其工作原理和结构来进行分类。
为便于分析和研究天线的性能,一般把天线按其结构形式分为两大类:一类是半径远小于波长的金属导线构成的线状天线,另一类是用尺寸大于波长的金属或介质面构成的面状天线。
线状天线主要用于长、中、短波频段,面状天线主要用于厘米或毫米波频段;甚高频段一般以线状天线为主,而特高频段则线、面状天线兼用。
线状天线和面状天线的基本工作原理是相同的。
(三)天线的工作原理天线本身就是一个振荡器,但又与普通的LC振荡回路不同,它是普通振荡回路的变形。
图1-9示出了它的演变过程。
图中LC是发信机的振荡回路。
如图1-9(a)所示,电场集中在电容器的两个极板之中,而磁场则分布在电感线圈的有限空间里,电磁波显然不能向广阔空间辐射。
如果将振荡电路展开,使电磁场分布于空间很大的范围,如图1-9(b)、(c)所示,这就创造了有利于辐射的条件;于是,来自发信机的、已调制的高频信号电流由馈线送到天线上,并经天线把高频电流能量转变为相应的电磁波能量,向空间辐射,如图1-9(d)所示。