【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 成部分。首先介紹的是主控站，接收各監(jiān)測(cè)站對(duì)GPS衛(wèi)星的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、衛(wèi)星在工作狀態(tài)下的數(shù)據(jù)、各監(jiān)測(cè)站和注入站工作狀態(tài)數(shù)據(jù)是主控站的主要任務(wù)，并且主控站還需要根據(jù)接收到的各類數(shù)據(jù)，完成以下幾項(xiàng)工作任務(wù)：（1）及時(shí)對(duì)每顆衛(wèi)星的導(dǎo)航電文進(jìn)行編算并傳送給注入站。（2）控制和協(xié)調(diào)監(jiān)測(cè)站間、注入站間的工作，查看衛(wèi)星是否將導(dǎo)航電文發(fā)給了 GPS 用戶系統(tǒng)以及對(duì)發(fā)送的衛(wèi)星導(dǎo)航電文是否正確進(jìn)行檢測(cè)。（3）診斷衛(wèi)星的工作狀態(tài)，改變那些偏離軌道衛(wèi)星的位置及姿態(tài)，調(diào)整備用的衛(wèi)星替代失效衛(wèi)星。其次介紹的是注入站，注入站有3個(gè)，3個(gè)注入站分別設(shè)在南大西洋，南太平洋，和印度洋上，它們的主要任務(wù)是：接收主控站發(fā)送來(lái)的導(dǎo)航電文，并用S頻段射頻鏈上行將導(dǎo)航電文注入到相應(yīng)的衛(wèi)星上，導(dǎo)航電文上行每天工作一次或兩次，每次注入14天的星歷。如果由于某個(gè)地面站發(fā)生故障，那么導(dǎo)航定位的精準(zhǔn)度在一段時(shí)間內(nèi)將會(huì)慢慢降低，在這段時(shí)間內(nèi)預(yù)存在各衛(wèi)星中的導(dǎo)航信息還是可以用。此外，注入站每分鐘會(huì)報(bào)告一次自己的工作狀態(tài)，并且自動(dòng)向主控站發(fā)射信號(hào)。最后介紹的是監(jiān)控站，監(jiān)控站有5個(gè)，5個(gè)監(jiān)控站分別設(shè)在科羅拉多、夏威夷、大西洋、印度洋、北太平洋馬紹爾群島。監(jiān)測(cè)站配有偽距測(cè)量接收機(jī)和精密的銫鐘，配置這些這兩個(gè)儀器是為了完成為主控站提供衛(wèi)星測(cè)量數(shù)據(jù)的主要任務(wù)。，監(jiān)控站會(huì)進(jìn)行一次偽距測(cè)量，利用電離層和氣象數(shù)據(jù)，每15min進(jìn)行一次數(shù)據(jù)平滑，然后發(fā)送給主控站。 GPS用戶段上面介紹了空間段和地面段，現(xiàn)在我們來(lái)了解下用戶段，用戶端的重要組成部分各種類型的GPS接收機(jī)。在這些組成用戶端的GPS接收機(jī)中，我們又可以根據(jù)作用的不同分為兩大類型：導(dǎo)航型和測(cè)地型。導(dǎo)航型接收機(jī)的作用原理與上述介紹的衛(wèi)星播發(fā)導(dǎo)航信號(hào)有些相同：為了達(dá)到 15m的定位精度，采用單頻 C/A 碼偽距接收結(jié)束，也有極少的軍方專用接收機(jī)為了使單點(diǎn)定位精度達(dá)到 3m而采用的是P碼接收技術(shù)。導(dǎo)航型接收機(jī)的作用一般是用于陸地、航海、和航空實(shí)時(shí)的各項(xiàng)導(dǎo)航。測(cè)地型接收機(jī)就像導(dǎo)航型接收機(jī)用于各項(xiàng)導(dǎo)航中一樣，是用于各項(xiàng)對(duì)于地方的檢測(cè)上，例如：精密測(cè)距、地殼形變監(jiān)測(cè)、大地測(cè)量。側(cè)地型接收機(jī)的工作原理是采用載波相位和雙頻偽距的接收技術(shù)，其中對(duì)于基線的測(cè)量一般可以達(dá)到的精度，最高精度可以達(dá)到。GPS 接收機(jī)主要構(gòu)成部分是接收機(jī)主機(jī)，其中接收機(jī)的構(gòu)成還有由天線單元和電源兩部分。對(duì)于GPS接收機(jī)主要構(gòu)成部分的接收機(jī)主機(jī)的構(gòu)成有信號(hào)通道、變頻器、微處理器、存貯器，其中的構(gòu)成如圖23所示。GPS天線CPU存儲(chǔ)器D（t） 信號(hào) 接擴(kuò) 解碼C/A碼 P碼 發(fā)生器發(fā)生器 電源前置放大器基準(zhǔn)頻率 頻率綜合頻率變換偽碼測(cè)量載波相位測(cè)量 圖23 GPS接收機(jī)原理圖（1）GPS 接收機(jī)天線其中天線的作用是將 GPS 衛(wèi)星信號(hào)的極微弱的電磁波能轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電流，而前置放大器則是將 GPS 信號(hào)電流放大。GPS天線就是由接收機(jī)天線和前置放大器這兩部分組成。提供了讓接收機(jī)工作變得跟加方便的作用。以了確保接收機(jī)的正常工作，減少信號(hào)損失，天線與前置放大器應(yīng)該密封為一體；能夠接收任何的衛(wèi)星信號(hào)；有防護(hù)和屏蔽多徑效應(yīng)；天線的幾何中心應(yīng)盡量達(dá)到一致，確保相位中心能夠保持高度的穩(wěn)定。（2）接收機(jī)主機(jī)接收機(jī)主機(jī)中包括變頻器和中頻放大器兩個(gè)重要組成部分；其中的結(jié)構(gòu)還有：信號(hào)通道；存貯器和微處理器。必須采用變頻器和中頻放大器的原因是因?yàn)榻?jīng)過(guò) GPS 前置放大器的信號(hào)比較微弱，這樣可以讓接收機(jī)得到穩(wěn)定的高效增益的信號(hào)通道。GPS信號(hào)通道是個(gè)很重要的組成部分，它是由硬軟件結(jié)合的電路而成的，是GPS信號(hào)通道接收機(jī)的核心部分。作為核心的信號(hào)通道，它的作用是有很多，這里介紹的作用有三點(diǎn)：第一搜索衛(wèi)星并跟蹤衛(wèi)星運(yùn)行軌跡；第二進(jìn)行偽距測(cè)量、載波相位測(cè)量及多普勒頻移測(cè)量；第三解擴(kuò)廣播電文數(shù)據(jù)信號(hào)，解調(diào)出廣播電文。接收機(jī)內(nèi)設(shè)有存貯器，存貯器是用來(lái)存貯衛(wèi)星星歷、衛(wèi)星歷書、接收機(jī)采集到的碼相位偽距觀測(cè)值、載波相位觀測(cè)值及多普勒頻移的。為了便于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)保存接，在現(xiàn)代的GPS接收機(jī)中都備有存貯器，這樣收機(jī)內(nèi)存數(shù)據(jù)就可以傳到微機(jī)上。微處理器是GPS接收機(jī)的核心部分，微處理器可以通過(guò)指令統(tǒng)一調(diào)節(jié) GPS 接收機(jī)的工作。從以上所述中可以看出，GPS接收機(jī)的主要任務(wù)是：當(dāng)GPS衛(wèi)星在用戶視界升起時(shí)，接收機(jī)能夠捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測(cè)衛(wèi)星，并且能夠跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行；有變換、放大和處理接收到的 GPS 信號(hào)的功能，這樣對(duì)測(cè)量出 GPS 信號(hào)從衛(wèi)星到接收天線的傳播時(shí)間提供了便利，解譯出 GPS 衛(wèi)星所發(fā)送的導(dǎo)航電文，從中計(jì)算出測(cè)站的三維位置，甚至三維速度和時(shí)間，還有就是可以實(shí)現(xiàn)使用GPS進(jìn)行導(dǎo)航和定位的目的。 GPS衛(wèi)星定位原理衛(wèi)星定位可以理解為導(dǎo)航衛(wèi)星定位，又稱為導(dǎo)航臺(tái)定位。衛(wèi)星的軌道參量和星歷確定了衛(wèi)星的位置，導(dǎo)航臺(tái)是導(dǎo)航系統(tǒng)的位置基準(zhǔn)點(diǎn)。使用衛(wèi)星定位一般可以分為3個(gè)步驟：（1）已知衛(wèi)星在某指定坐標(biāo)系的坐標(biāo)。（2）測(cè)得用戶相對(duì)于衛(wèi)星的位置。（3）計(jì)算用戶在指定坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。采用測(cè)距定位的原因是對(duì)于不同的地位系統(tǒng)，GPS定位衛(wèi)星會(huì)采用高度為20200km的中高度軌道，利用24顆衛(wèi)星組成對(duì)地多重覆蓋星座。三球交會(huì)原理為幾何原理，是GPS定位的基本原理。 GPS衛(wèi)星信號(hào)GPS系統(tǒng)采用偽隨機(jī)碼測(cè)距，衛(wèi)星信號(hào)包括3種信號(hào)分量：載波、測(cè)距碼和數(shù)據(jù)碼。時(shí)鐘頻率=，所需的頻率可以用頻率綜合器產(chǎn)生。其中，測(cè)距碼分為C/A碼和P碼兩種。用于標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)SPS的是 C/A碼粗碼，波長(zhǎng)約300m，周期為1ms；用于精密定位服務(wù)PPS的是P碼，P碼是精碼。具有軍事用途的是P碼的定位精度。 GPS信號(hào)的產(chǎn)生如圖25。除204600基本頻率除10乘154 C/A P碼 數(shù)據(jù)碼 P碼 數(shù)據(jù)碼 圖25 GPS信號(hào)的產(chǎn)生乘120 圖25GPS信號(hào)的產(chǎn)生第3章 GPRS移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)的簡(jiǎn)稱就是GPRS（General Packet Radio Service）,GPRS是在GSM 系統(tǒng)上發(fā)展出來(lái)的一種承載業(yè)務(wù)，為 GSM 用戶提供分組形式的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供了作用。GPRS 的構(gòu)成是在 GSM 系統(tǒng)的基礎(chǔ)上引入新的部件，是一種無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。它有在移動(dòng)終端、GPRS網(wǎng)內(nèi)以及和Internet網(wǎng)絡(luò)的路由器之間傳輸分組數(shù)據(jù)的基本功能。GPRS采用的方式是IP分組交換方式，在計(jì)費(fèi)方面有著很好的作用。GPRS計(jì)費(fèi)的基礎(chǔ)是以數(shù)據(jù)流量、時(shí)間、服務(wù)質(zhì)量三者的結(jié)合，在相同的數(shù)據(jù)流量的情況下，根據(jù)用戶數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的不同產(chǎn)生不同的費(fèi)用。因此GPRS有為用戶節(jié)省上網(wǎng)費(fèi)用，讓計(jì)費(fèi)合理的作用。 GPRS系統(tǒng)工作原理GPRS 是采用分組交換技術(shù)的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，能兼容GSM網(wǎng)絡(luò)，并且在網(wǎng)絡(luò)上能更加有效的傳輸數(shù)據(jù)和信令，它是由在現(xiàn)在有的GSM網(wǎng)絡(luò)中增加了GPRS支