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GPS模块系统定位的接收与构成
点击次数:1817 发布时间:2012-03-09
  
  GPS是GlobalPositioningSystem的缩写,即全球定位系统。其目的是在全球范围内对地面和空中目标进行准确定位和监测。随着全球性空间定位信息应用的日益广泛,GPS提供的全时域、全天候、高精度定位服务将给空间技术、地球物理、大地测绘、遥感技术、交通调度、军事作战以及人们的日常生活带来巨大的变化和深远的影响。
  目前的民用GPS模块设备包括测量型和导航型。其中测量型产品的精度可达到米级甚至毫米级,但至少需要两台(套)才能达到设计精度要求,而且其内部结构复杂,单机成本一般在几万到几十万,适合专业高精度测量环境使用;导航型产品,由于其使用者对精度要求不高,一般为几十米,因此机器内部硬件相对简单,只须一台就可以完成导航工作,加之其价格相对较低,因而更有普及和推广价值。
  GPS模块集成了RF射频芯片、基带芯片和核心CPU,并加上相关外围电路而组成的一个集成电路。目前GPS模块的GPS芯片大部分还是采用全球市占率*的SiRFIII系列为主。由于GPS模块采用的芯片组不一样,性能和价格也有区别,采用SIRF三代芯片组的GPS模块性能zui优,价格也要比采用MTK或者MSTAR等GPS芯片组的贵很多。
  GPS模块数据的定位
  GPS模块有冷启动,热启动和暖启动(现在的技术基本上已经将该冷启动和暖启动两模式参数做得非常接近,从而就逐步取消了暖启动)三个参数,如果GPS模块初次通电,或者移动超过500公里后通电时,模块要重新计算一次星历数据,一般正常情况下百年星科技的GPS模块只需要30多秒钟就能正常定位(这就是冷启动),SR-87具有内置纽扣电池,可以将星历数据存储在模块内部,当下次模块工作的时候可以很快速的定位,一般像SR-87只需要1~3秒就可以实现新的定位,那这种定位就叫做热启动,如果模块断电时间超过4小时,内部RTC没有实时供电,那么再一次的开机也相当于冷启动。
  GPS模块技术参数电力主电源输入3.3伏直流电,电源电流<80毫安支持协议讯息NMEA-0183,SIRF二进制默认的NMEAgga,GSA的,gsv(GLL,VTG,andZDAoptional)波特率4800名波特率(其他速率可选)环境特征操作温度范围-40oCto+85oC,储存温度范围-45oCto+100oC外观参数尺寸13×15×2.4立方毫米体重<4克
  GPS模块系统信号接收机的任务主要是捕获一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号,并跟踪这些卫星的运行,同时对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理,以便测量出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间,解译出GPS卫星所发送的导航电文,zui终实时计算出现测站的三维位置、位置、甚至三维速度和时间。
  静态定位时,GPS模块系统接收机在捕获和跟踪GPS卫星的过程中固定不变,接收机通过高精度测量GPS信号的传播时间,并利用GPS卫星在轨的已知位置解算出接收机天线所在位置的三维坐标。而动态定位则是用GPS接收机测定一个运动物体的运行轨迹。GPS信号接收机所在的运动物体叫做载体(如航行中的船舰,空中的飞机,行走的车辆等)。由于载体上的GPS接收机天线在跟踪GPS卫星的过程中将相对地球而运动,这样,接收机用GPS信号就可实时地测量运动载体的状态参数(瞬间三维位置和三维速度)。
  接收机硬件、机内软件以及GPS数据的后处理软件包构成了完整的GPS用户设备。GPS接收机的结构分为天线单元和接收单元两大部分。对于测地型接收机来说,两个单元一般分成两个独立的部件,观测时将天线单元安置在测站上,接收单元则置于测站附近的适当地方,并用电缆线将两者连接成一个整机。实际上,也可以将天线单元和接收单元制作成一个整体,而在观测时将其安置在测站点上。
  
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