一、GPS接收机工作原理?
GPS接收机主要由 1、GPS接收机天线单元;2、GPS接收机主机单元;3、电源三部分组成。
接收机主机由变频器、信号通道、微处理器、存贮器及显示器组成。
1.GPS接收机天线
天线由接收机天线和前置放大器两部分所组成。天线的作用是将GPS卫星信号的极微弱的电磁波能转化为相应的电流,而前置放大器则是将GPS信号电流予以放大。为便于接收机对信号进行跟踪、处理和量测,对天线部分有以下要求:
——天线与前置放大器应密封一体,以保障其正常工作,减少信号损失;
——能够接收来自任何方向的卫星信号,不产生死角;
——有防护与屏蔽多路径疚的措施;
——天线的相位中心保持高度的稳定,并与其几何中心昼一致。
GPS接收机天线有下列几种类型:
(1)单板天线
这种天线结构简单、体积较小,需要安装在一块基板上,属单频天线。
(2)四螺旋形天线
四螺旋形天线是由四条金属管线绕制而成,底部有一块金属掏板。这种天线频带寒风,全圆极化性能好,可捕捉低高度角卫星。缺点是不能进行双频接收,抗震性差,常用作导航型接收机天线。
(3)微带天线
微带天线是在厚度为h(h≤λ)的介质板两边贴以金属片。一边为金属底板,一边做成矩形或圆形等规则形状。这种天线也称为贴片天线。微带天线的特点是高度低,重轻,结构简单并且坚固,易于制造;既可用于单频机,又可用于双频机。缺点是增益较低。目前大部分测地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
锥形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。这种天线可以同进出在两个频率上工作。锥形天线的特点是增益好。但是由于其天线较高,并且在水平方向上不对称,天线相位中心与几何中心不完全一致。因此,在安置天线时要仔细定向并且要给于补偿。
GPS天线接收来自20000km高空的卫星信号很弱,信号电平只有-50~-180dB;输入功率信噪比为S/N=-30dB。即信号源淹没在噪声中。为了提高信号强度,一般在天线后端设有前置放大器。对于双频接收机设有两路前置放大器以养活带宽,控制外来信号干扰,也防止f1,f2信号干扰。大部分GPS天线都与前置放大器结合在一起,但也有些导航型接收机为减少天线重量、便于安置、避免雷电事故,而将天线和前置放大器分开。
2.接收机主机
(1)变频器及中频接收放大器
经过GPS前置放大器的信号仍然很微弱,为了使接收机通道得到稳定的高增益,并且使L频段的射频信号变成低频信号,必须采用变频器。
(2)信号通道
信号通道是接收机的核心部分,GPS信号通道是硬软件结合的电路。不同类型的接收机其通道是不同的。
GPS信号通道的作用有三:搜索卫星,索引并跟踪卫星;对广播电文数据信号衽解扩,解调出广播电文;进行伪距测量、载波相位测量及多普勒频移测量。图4-10为相关通道的电路原理图。
从卫星接收到的信号是扩频的调制信号,所以要经过解扩、解调才能得到导航电文。为了达到此目的,在相关通道电路中设有伪码相位跟踪环和载波相位跟踪环。
(3)存贮器
接收机内设有存贮器或存贮卡以存贮卫星星历、卫星历书、接收机采集到的码相位伪距观测值、载波相位观测值及多普勒频移。目前,GPS接收机都装有半导体存贮器(简称内存),接收机内存数据可以通过数据口传到微机上,以便进行数据处理和数据保存。在存贮器内还装有多种工作软件,如:自测试软件;卫星预报软件;导航电文解码软件;GPS单点定位软件等。
(4)微处理器
微处理器是GPS接收机工作的灵魂,GPS接收机工作都是在微机指令统一协同下进行的。其离要工作步骤为:
①接收机开机后首先对整个接收机工作善进行自检,并测定、校正、存贮各通道的时延值。
②接收机对卫星进行搜索捕捉卫星。当捕捉到卫星后即对信号进行牵引和跟踪,并将基准信号译码得到GPS卫星星历。当同时锁定4颗卫星时,将C/A码伪距观测值连同星历一起计算测站的三维坐标,并按预置位置更新率计算新的位置。
③根据机内存贮的卫星历书和测站近似位置,计算所有在轨卫星卫星升降时间、方位和高度角。
④根据预先设置的航路点坐标和单点定位测站位置计算导航的参数航偏距、航偏角、航行速度等。
⑤接收用户输入信号,如:测站名,测站号,作业员姓名,天线高,气象参数等。
(5)显示器
GPS接收机都有液晶显示屏以提供GPS接收机工作信息。并配有一个控制键盘。用户可通过键盘控制接收机工作,对于导航接收机,有的还配有大显示屏,在屏幕上直接显示导航的信息甚至显示数字地图。
3.电源
GPS接收机电源有两种,一种为内电源,一般采用锂电池,主要用于RAM存贮器供电,以防止数据丢失。另一种为外接电源,这种电源常用可充电的12V直流镉镍电池组,或采用汽车电瓶。当用交流电时,要经过稳压电源或专用电流交换器。
综上所述,接收机的主要任务是:当GPS卫星在用户视界升起时,接收机能够捕获到按一不定期卫星高度截止角所选择的待测卫星,并能够跟踪这些卫星的运行;对所接收到的GPS信号,具有变换、放大和处理的功能,以便测量出GPS信号从卫星到接收天线的传播时间,解译出GPS卫星所发送的导航电文,实时地计算出测站的三维位置,甚至三维速度和时间。GPS信号接收机不仅需要功能较强有力的机内软件,而且需要一个多功能的GPS数据测后处理软件包。接收机加处理软件包,才是完整的GPS信号用户设备。
二、gps接收器工作原理?
1、GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离,然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的,卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。
2、而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间,再将其乘以光速得到(由于大气层电离层的干扰,这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离,而是伪距(PR,):当GPS卫星正常工作时,会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码(简称伪码)发射导航电文。
3、GPS系统使用的伪码一共有两种,分别是民用的C/A码和军用的P(Y)码。C/A码频率1.023MHz,重复周期一毫秒,码间距1微秒,相当于300m;
4、P码频率10.23MHz,重复周期266.4天,码间距0.1微秒,相当于30m。而Y码是在P码的基础上形成的,保密性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。
5、它是从卫星信号中解调制出来,以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字码;每三十秒重复一次,每小时更新一次。
6、后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块,其中最重要的则为星历数据。
7、当用户接受到导航电文时,提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离,再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置,用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。
三、GPS和GPS接收器的工作原理?
GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离,然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的,卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。
GPS接收器定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据,采用空间距离后方交会的方法,确定待测点的位置。
四、GPS接收的数据都代表什么?
GPS接收到的数据格式及含义如果此时GPS和卫星的通讯正常的话,可以接收到的数据格式样如下:$GPRMC,204700,A,3403.868,N,11709.432,W,001.9,336.9,170698,013.6,E*6E数据说明如下:$GPRMC代表GPS推荐的最短数据204700UTC_TIME24小时制的标准时间,按照小时/分钟/秒的格式AA或者VA表示数据"OK",V表示一个警告3403.868LAT纬度值,精确到小数点前4位,后3位NLAT_DIRN表示北纬,S表示南纬11709.432LON经度值,精确到小数点前5位,后3位WLON_DIRW表示西经,E表示东经如果当前没有和卫星取得联系,那么字符串的格式为:$GPRMC,UTC_TIME,V,...下面是一个例子:$GPRMC,204149,V,,,,,,,170698,,*3A 推荐定位信息(GPRMC) $GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>*hh <1>UTC时间,hhmmss(时分秒)格式 <2>定位状态,A=有效定位,V=无效定位 <3>纬度ddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也将被传输) <4>纬度半球N(北半球)或S(南半球) <5>经度dddmm.mmmm(度分)格式(前面的0也将被传输) <6>经度半球E(东经)或W(西经) <7>地面速率(000.0~999.9节,前面的0也将被传输) <8>地面航向(000.0~359.9度,以真北为参考基准,前面的0也将被传输) <9>UTC日期,ddmmyy(日月年)格式 <10>磁偏角(000.0~180.0度,前面的0也将被传输) <11>磁偏角方向,E(东)或W(西) <12>模式指示(仅NMEA01833.00版本输出,A=自主定位,D=差分,E=估算,N=数据无效)
五、gps接收器工作原理全面介绍?
1、GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离,然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的,卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。
2、而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间,再将其乘以光速得到(由于大气层电离层的干扰,这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离,而是伪距(PR,):当GPS卫星正常工作时,会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码(简称伪码)发射导航电文。
3、GPS系统使用的伪码一共有两种,分别是民用的C/A码和军用的P(Y)码。C/A码频率1.023MHz,重复周期一毫秒,码间距1微秒,相当于300m;
4、P码频率10.23MHz,重复周期266.4天,码间距0.1微秒,相当于30m。而Y码是在P码的基础上形成的,保密性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。
5、它是从卫星信号中解调制出来,以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字码;每三十秒重复一次,每小时更新一次。
6、后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块,其中最重要的则为星历数据。
7、当用户接受到导航电文时,提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离,再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置,用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。
六、从串口接收gps接收器发出的数据无法读取?
GPS模块,按照协议,会发出很多的命令和数据,在接收到时,要选择性接收;对不正确的数据进行过滤
七、gps 大数据
GPS大数据在现代社会中的应用
GPS大数据在当今社会中的应用越来越广泛,从车辆导航到商业分析,都离不开GPS技术的支持。随着移动设备的普及和互联网的发展,GPS大数据正在发挥着越来越重要的作用。
车辆导航
在车辆导航领域,GPS大数据可以帮助驾驶员实时获取道路信息、交通状况,从而选择最佳路线。通过收集和分析大量的GPS数据,可以更准确地预测交通拥堵情况,为驾驶员提供实时的路况信息,提高行驶效率,减少交通事故的发生。
地理信息系统(GIS)
GPS大数据也广泛应用于地理信息系统(GIS),帮助分析地理空间数据,为城市规划、环境保护、资源管理等提供支持。通过结合GPS技术和大数据分析,可以更好地理解地球上的各种空间信息,为决策提供科学依据。
商业分析
在商业领域,GPS大数据有助于分析用户的行为轨迹、偏好等信息,帮助企业更好地了解用户需求,优化商品布局和营销策略。通过GPS大数据分析,企业可以更精准地定位目标用户群体,提升营销效果,实现精准营销。
城市规划
GPS大数据在城市规划中也发挥着重要作用,可以帮助城市规划者更好地了解城市交通状况、人口分布等信息,为城市发展提供科学依据。通过分析GPS大数据,可以发现城市交通瓶颈、人口密集区域等问题,为城市规划提供重要参考。
环境监测
除此之外,GPS大数据还可以用于环境监测领域,帮助监测大气污染、水质情况等环境参数。通过GPS大数据分析,可以实时监测环境数据,为环境保护和治理提供重要依据,有助于改善城市环境质量。
总结
综上所述,GPS大数据在现代社会中拥有广泛的应用前景,不仅可以帮助改善交通运输效率,提升商业竞争力,还可以为城市规划、环境保护等领域提供重要支持。随着技术的不断发展,相信GPS大数据在未来会发挥越来越重要的作用。
八、GPS数据采集器的作用,原理?
其实这俩种机器本质上都是一样的。也可以这样说,GPS手持机也就是GPS数据采集器,手拿着机器搜索卫星,定位当前位置后,可进行采集点位坐标,测量距离,测量面积,设置目的地然后导航。
而GIS数据采集器除了采集点位坐标,测量的功能外,它还能在采集器里转载详细地形图或者是航拍的影像图,然后作为采集数据的基础图。数据更为直观。
如果该采集器具备蓝牙功能,还可以实时把数据进行远程传输或者分享。可以对采集的点位坐标赋予相关的文字属性及地理信息。
GIS数据采集器一般的价格都远高于GPS手持机。如果就是基础测量,就没有必要选择GIS数据采集器,没有那个必要。
这就得看用户的需求了,根据用户的需求自由选择!
九、华测gps接收机怎么配对
华测GPS接收机怎么配对
对于需要进行GPS接收的应用场景,华测GPS接收机是一个非常可靠和高效的选择。然而,为了确保GPS接收机能够正常工作,正确的配对是至关重要的。在本文中,我们将介绍华测GPS接收机的配对过程,帮助您快速上手。
什么是GPS接收机配对
GPS接收机配对是指将GPS接收机与其他设备进行连接并配置的过程。这些设备可能包括计算机、手机、导航仪或其他GPS设备。通过配对,GPS接收机可以向其他设备提供精确的定位和导航信息。
华测GPS接收机的配对步骤
以下是华测GPS接收机的配对步骤:
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准备工作:
在开始配对之前,确保您拥有一台华测GPS接收机、所需的连接线缆以及其他配套设备。确保接收机电源充足,并处于工作状态。
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连接GPS接收机:
将GPS接收机与您的设备进行连接。根据设备的接口类型,选择合适的连接线缆。通常情况下,您可以使用USB、串口或蓝牙连接方式。
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配置连接参数:
进入您的设备的设置菜单或控制面板,找到GPS设置选项。根据设备的要求,配置合适的连接参数,例如波特率、数据位、校验位等。
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测试连接:
保存配置并测试连接。确保设备能够成功接收GPS信号,并显示相关的位置信息。
常见的GPS接收机配对问题及解决方法
在进行GPS接收机配对的过程中,您可能会遇到一些常见的问题。以下是一些常见问题及解决方法:
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无法找到GPS信号:
如果无法找到GPS信号,请确保GPS接收机电源正常并处于开启状态。尝试在开阔地区进行测试,避免遮挡物干扰。
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配对无法成功:
如果配对无法成功,请检查连接线缆是否牢固连接。确保设备的连接设置与GPS接收机的参数一致。
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位置信息不准确:
如果位置信息不准确,请尝试更新GPS接收机的固件或软件。同时,确保设备所处位置的信号覆盖良好。
总结
通过正确的配对,您可以充分利用华测GPS接收机的定位和导航功能。确保遵循正确的配对步骤,并注意解决常见问题的方法,您将能够快速上手并享受到高质量的GPS定位服务。
十、gps接收数据为什么要一个半小时?
gps接收数据要一个半小时的原因具体看以下分析:
GPS模块开机后很长时间才能获得定位数据时因为模块是冷启动,冷启动一般都是需要一段较长的时间的。
另外还与时间段以及使用时的周围环境有一定的联系。如果您排除了以上所说的情况的话,那只能说是您的这个GPS模块出现了故障问题,你可以与你购买的模块的厂家进行联系,或者更换其他一些GPS模块,采用UBX-G7020芯片组的模块,如GS-92U7/GS-97U7等模块,这样可以缩短冷启动的时间,就能改善您开机后很长时间才能获得定位数据的问题。模块定位快慢要根据使用的具体情况来定。在没有信号到达的地方就不能进行定位啦!
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