新型gps技術(shù)方案設(shè)計(jì)及芯片與應(yīng)用(已修改)
2025-05-22 06:34 本頁(yè)面
【正文】 專業(yè)資料分享 新型GPS技術(shù)方案與芯片及其應(yīng)用關(guān)鍵字：衛(wèi)星 接收 定位 控制 網(wǎng)絡(luò) 軌道 參數(shù) 傳輸 GPS是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(Global Positioning System，GPS)的英文縮寫，GPS利用導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)時(shí)和測(cè)距，以構(gòu)成全球定位系統(tǒng)。能提供個(gè)人候的定位、授時(shí)、測(cè)速功能。 GPS已被廣泛／業(yè)用于航天、航空、航海、運(yùn)輸、測(cè)量、勘探等諸多領(lǐng)域。隨著數(shù)字大規(guī)模集成電路的發(fā)展和定位功能需求，GPS已經(jīng)開始更多地嵌入到移動(dòng)手持設(shè)備、消費(fèi)電子產(chǎn)品中。為此本文將對(duì)新型GPS技術(shù)方案與芯片及其應(yīng)用作分析說(shuō)明。首先應(yīng)了解GPS的構(gòu)成及特點(diǎn)。 GPS的基本架構(gòu)及特點(diǎn) GPS是一種精密的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)由24顆繞地球旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星組成，衛(wèi)星連續(xù)不斷地發(fā)送位置和時(shí)間信息。這些衛(wèi)星均勻地分布在6個(gè)軌道上，每個(gè)軌道有4 顆衛(wèi)星。地面GPS接收機(jī)可接收5到12顆衛(wèi)星信號(hào)。為實(shí)現(xiàn)地面定位功能，GPS接收機(jī)至少需要接收4個(gè)衛(wèi)星信號(hào)，其中3個(gè)信號(hào)用來(lái)計(jì)算GPS接收機(jī)的緯度、經(jīng)度和海拔高度，第四個(gè)信號(hào)提供同步時(shí)間校準(zhǔn)。 GPS系統(tǒng)主要分為三個(gè)部分：其一、衛(wèi)星，在天上提供定位信息；其二、控制系統(tǒng)，在地面維護(hù)衛(wèi)星的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保證衛(wèi)星的健康狀態(tài)；其三、接收機(jī)，一般用戶所使用的部分。其定位原理是將地球分為12個(gè)橫切面，每個(gè)橫切面上有兩顆定位衛(wèi)星，互成180度的夾角，因而站在地球上的任一點(diǎn)，頭頂上總有十二顆定位衛(wèi)星。衛(wèi)星與衛(wèi)星之間的距離、坐標(biāo)和角度是已知的，衛(wèi)星和人之間的距離是可測(cè)量的，根據(jù)幾何原理，通常接收機(jī)只要接到三顆衛(wèi)星的信息便可確定二維坐標(biāo)即經(jīng)緯度，接收到四顆衛(wèi)星的信息便可確定海拔高度。 目前衛(wèi)星（多達(dá)27顆）網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行于非同步、近地軌道并覆蓋全球，保證了定位系統(tǒng)的運(yùn)行。而GPS接收機(jī)至少需要鎖定4顆星，才能提供定位信息。這些衛(wèi)星廣播或發(fā)送的長(zhǎng)系列碼（或數(shù)字組合）稱偽隨機(jī)碼。GPS接收機(jī)可通過(guò)已知的衛(wèi)星偽隨機(jī)碼、光速以及保持衛(wèi)星位置的查詢表等參數(shù)，就能夠計(jì)算出衛(wèi)星的傳輸時(shí)間，再將傳輸時(shí)間轉(zhuǎn)為距離。在多個(gè)衛(wèi)星(大于4)的條件下，通過(guò)求解三角方程就可以算出GPS接收機(jī)的位置，也提供了用戶的位置。 而GPS芯片是由一塊射頻集成電路、一塊數(shù)字信號(hào)處理電路和標(biāo)準(zhǔn)嵌入式GPS軟件構(gòu)成。射頻集成電路用于檢測(cè)和處理GPS射頻信號(hào)，數(shù)字信號(hào)處理電路用于處理中頻信號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)嵌入式GPS軟件用于搜索和跟蹤GPS衛(wèi)星信號(hào)，并根據(jù)這些信號(hào)求解用戶坐標(biāo)和速度，其主打市場(chǎng)是無(wú)線于持設(shè)備、汽車、便攜式汁算設(shè)備以及一些CPS專業(yè)用戶。其圖1所示是以手持式GPS系統(tǒng)芯片結(jié)構(gòu)示意框圖。 圖1 傳統(tǒng)的GPS與新技術(shù)GPS方案的優(yōu)勢(shì)
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