gps接收機及其實現(xiàn)電路(編輯修改稿)
2025-06-15 15:27 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 第 7章 GPS接收機及其電路 表 72 RF8009的主要電氣特性 天線增益 3 dBic 90 176。 仰角 放大器增益 26 dB 包括電量損失 放大濾波器噪聲帶寬 20 MHz 在 3dB 點 噪聲特征 dB 連接器類型 MCX 放大器電流，直流 3V ～ 5V 50 mA 由原始設備制造商提供 RF 信號環(huán)境 RF 輸入頻率 MHz L1 頻率頻帶 RF 輸入功率 31 dBm 靈敏度 113 dBm 運行環(huán)境 溫度（操作 / 存儲） 40 +85 ℃ 濕度 95 % 最大極限 100 0 +60000 ft 加速度 4g 海拔高度 1000 +60000 ft 最大交通工具移動 515 m/s 第 7章 GPS接收機及其電路 RF8009模塊封裝與引腳功能 表 73 RF8009的引腳功能 引腳 符號 功 能 1 V3_3P 接收機的主電源輸入端 2 GND 接收機的接地端 3 TX1 主異步雙工串行數(shù)據(jù)端口發(fā)送引腳，支持二進制 MEA 信息協(xié)議，默認設置；信息格式為二進制；波特率為 19200h/s ；無奇偶性，數(shù)據(jù) Bit ；停止為 1 Bit 4 RX1 主要的異步雙工數(shù)據(jù)端口接收線，支持二進制 MEA 信息協(xié)議，默認設置；信息格式為二進制，波特率為 19200h/s ；無奇偶性；數(shù)據(jù)位 停止為1 Bit 5 TMARK UTC 時間標志脈沖，每秒一個脈沖。二進 制信息 包含 UTC 時間，該時間與時標脈沖有關(guān) 6 V_ANT 提供電源，連接到 RF 連接器的中心線 7 V2_5BU 為接收機的實時時鐘提供一個備用電源 8 V2_5BU 輔助異步雙工串行數(shù)據(jù)端口接收引腳，支持 DC MSC 104 信息協(xié)議。默認信息：信息格式為 RTCM SC 104 ；波特率為 9600h/s ；無奇偶 數(shù)據(jù)位為 8bit ；停止位為 1 bit 9 TX2 輔助異步雙工串行數(shù)據(jù)端口發(fā)送引腳 10 GPI020 通用輸入 / 輸出端口 第 7章 GPS接收機及其電路 RF8009的內(nèi)部結(jié)構(gòu) RF8009的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 74所示 。 模塊內(nèi)部包含數(shù)字ASIC（ Digital ASIC） 、 L1帶通濾波器 （ L1 BP Filter） 、 低噪聲放大器 （ LNA） 、 增益放大器 （ AGC） 、 濾波器 （ Filter） 、模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ ADC） 、 溫度傳感器 （ ） 、 FLASH存儲器 、 管理器 （ Spervisor） 、 + V基準電壓 （ + V Ref.） 、 43 MHz GPS晶體振蕩器 （ GPS Crystal） 和振蕩器（ LO） 、 32 kHz實時時鐘晶體振蕩器 （ RTC Crystal） 和振蕩器（ OSC） 等電路 。 數(shù)字 ASIC中包含完整的微處理器 ， 有 Power PCR40 GPS信號處理 、 靜態(tài)存儲器和寄存器測試電路等模塊 。 第 7章 GPS接收機及其電路 圖 74 RF8009的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 第 7章 GPS接收機及其電路 RF8009 1． 接收機體系結(jié)構(gòu) GPS接收機芯片組包括所有的射頻直接采樣和放大電路 ， 完成數(shù)據(jù)采樣 。 到達專用集成電路 （ ASIC） 的采樣數(shù)據(jù)有符號和量級兩個信號 。 專用集成電路 （ ASIC） 包含完整的微處理器 （ PowerPCR401） 、 GPS信號處理 、 SRAM和 RTC電路 。 要制造一個完整的導航系統(tǒng) ， 還需要存儲器和其他支持器件 。 第 7章 GPS接收機及其電路 2． 接收機操作 接收機需要 V直流電源和天線 ， 接收足夠的衛(wèi)星信號 ， 提供導航數(shù)據(jù) 。 安裝在室內(nèi)或交通工具內(nèi)部的天線 ， 要能夠有效地接收衛(wèi)星信號 。 如果天線與衛(wèi)星是隔離的 ， 要花很多時間才能定位 。 如果可利用的衛(wèi)星少于 4顆 ， 接收機需要使用海拔高度的輔助 ， 才能提供有效的 2D定位處理 。 1） GPS接收機支持表 74所列的 4種信號截獲模式 ， 不同模式的第一次定位時間 （ TTFF） 等參數(shù)不同 ， 如表 75所列 。 第 7章 GPS接收機及其電路 表 74 信號截獲模式 冷啟動（ Cold Start ） 在這個模式，接收機的有效歷書和頻率標準參數(shù)在存儲器中。當沒有電池備用電源時，在啟動時，接收機進入這個模式 暖啟動（ Warm Start ） 在這個模式，接收機可利用內(nèi)存的有效數(shù)據(jù)初始化設置、時間、歷書和參考頻率等參數(shù)。當使用備用電池電源時，接收機進入這個模式有一個較長的電源關(guān)斷周期 熱啟動（ Hot Start ） 在這個模式，接收機可利用內(nèi)存的有效數(shù)據(jù)初始化設置、歷書和參考頻率等參數(shù)。當使用備用電池電源時，接收機進入這個模式，有一個短的電源關(guān)斷周期或軟件復位 重新截獲（ Re acquisition ） 在這個模式，接收機在一個短時間的信號阻塞（少于 10s ），信號阻塞時間小于連續(xù)導航周期 第 7章 GPS接收機及其電路 表 75 不同信號截獲模式的性能 初始定位容差（ 3Sigma ） 截獲模式 TTFF/s （注釋 1,2 ） 位置 /km 速度 /m/s 時間 /min 最大歷書使用時間 / 周 最大年鑒使用時間 /h 冷啟動 44 無效 外形 無效 1 無效 暖啟動 40 100 75 5 1 無效 熱啟動 10 100 75 5 1 4 重新截獲 1 100 75 5 1 4 第 7章 GPS接收機及其電路 2） GPS接收機支持 3種導航模式： 3D（ three dimensional， 三維 ） 、 2D （ two dimensional ， 二維 ） 和 差 分 GPS（ Differential GPS， DGPS） 模式 。 當 4顆或更多的衛(wèi)星有效時 ， 接收機進入 3D導航模式；當有效使用到的衛(wèi)星數(shù)少于 4顆 ， 且固定的海拔高度可使用時 ， GPS接收機進入 2D導航模式 ， 為了計算此時的定位值 ， 接收機既可采用由 3D模式下決定的最后高度 ， 也可使用用戶提供的數(shù)據(jù) 。 在 2D導航模式下 ， 可用固定的海拔高度值和天線實際的海拔高度值之間的關(guān)系確定導航的精確度 。 當使用 4顆或更多的衛(wèi)星 ， 并且信號具有差分修正時 ， 接收機進入差分 GPS（ DGPS） 導航模式 。 精確定位是整個 GPS系統(tǒng)中的重要功能
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