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GPS接收机工作原理
1伪随机码测距原理
利用接收机产生复制码(本地码)与卫星发播的伪随机码进行相关运算,通过测量相关函数最大值的位置来测定卫星信号传播延迟,从而求得卫星到接收机的距离观测值。
卫星产生伪随时码,发出时信号
接收机收到信号延迟
接收机本地码发生器产生本地码
经码移位电路本地码延迟
相在器相关运算,积分器

相关输出达到最大值即
2GPS接收机工作原理
GPS接收机工作分为四步
1. 对卫星信号捕获——牵引
2. 跟踪卫星信号,保证连续测距——锁定、跟踪
3. 解调导航电文,测量伪距,载波相位
4. 定位计算
C/A码和P码的捕获
相关探测法——每次移动本地码半个码元进行相关
比较。
C/A码捕获:因为C/A码短,。
P码捕获:P码X1,X2 12位移位截短寄存器在每周六零时置成初始状态。
C/A码捕获后,在导航电文中转换码中给出Z
计数,,从星期六零时开
始。有了Z计数就可以计算出X1X2状态,即可
预先将P码本地码移到应有的状态,所以只需
很短时间即可完成对P码捕获。
捕获——通过检测伪随机码和本地码相关输出为最
大,即可捕获卫星。
信号的捕获是一个码相位和载波多普勒的二维搜索过程,本质上是一个粗同步过程,其任务是估计出伪码的偏移和载波多普勒,用来初始化跟踪环路。
捕获方法有传统的串行捕获、基于FFT的并行捕获等多种,无论是那种捕获方式,关键是搜索空间的定义,信号检测准则的建立,以及不同信号电平下算法的性能等。
信号的跟踪由跟踪环路来实现,主要作用是根据捕获环路能够给出的输入信号粗略估计,进一步精确估计信号的载波多普勒和伪码偏移,同时,将导航数据从输入的接收信号中解调出来。
被跟踪后的信号已经实现了解调,因此,经过比特同步、子帧同步后就可以获得导航数据。利用导航数据和跟踪环路的载波多普勒和伪码偏移,进一步可以导出信号的测量值,即伪距、Δ伪距和载波相位。最后根据这些信息计算出用户的位置、速度和时间(PVT)。
完整的导航接收机接收处理通道
接收天线、
接收射频、
信号处理、
应用处理(导航处理和授时处理)
用户界面。
导航信号接收处理的主要关键技术包括下面的几项:
多频接收天线;
多频射频接收通道;
伪码的捕获与跟踪技术;
比特同步、子帧同步技术;
伪距、Δ伪距和载波相位估计;
用户位置、速度和时间(PVT)的计算,授时处理;