上期介绍了 测天绘地丨GPS接收机是怎样分类的? ,这期接着介绍——什么是“软件GPS接收机”。

随着“GPS现代化计划”的实施,为了满足计划的要求,就需要开发新一代的GPS接收机。

但不论是哪一种卫星接收机,它的工作原理基本相同,都是通过捕获、跟踪、处理、测量卫星的信号来进行导航和定位的。

如何实现一机多用,并且可以按照不同的需要更新功能,是测绘工作者面临的新挑战。

在这种背景下,“软件GPS接收机”(或称GPS软件接收机)就应运而生了。

软件GPS接收机,其实就是将软件无线电技术应用在原来的GPS接收机上,来达到更高的技术水平。

1、软件GPS接收机的基本结构

(1)软件GPS接收机的硬件部分是由天线、RF、ADC三个部分组成。

其中天线是用来接收GPS卫星信号,RF则将信号放大、转换并输出,ADC(A/D转换器)将信号数字化。

(2)软件GPS接收机的软件部分是由信号捕捉、跟踪、子帧识别、获取星历数据和伪距、卫星视位置计算、用户定位计算等六个部分组成。

软件平台,目前一般是采用PC平台,也可以采用数字信号处理芯片。

从上面的软件GPS接收机结构框图我们可以看出,硬件的部分较少,重点部分在软件这一块,因而非常有利于接收机的“小型化”发展。

2、软件GPS接收机的优点

(1)便于GSP信号的升级换代:

GPS信号个数在不断的增加,这就需要不停的更新接收机。

如果是软件GPS接收机,只需要在原有的硬件平台上,加载相应的软件,就可以接受不同的卫星信号了。

这样我们就不必更换接收机,也能实现GPS接收机的升级换代,也便于将一台GPS接收机按需求变成GNSS接收机。

(2)有利于提高测量的精度:

在软件GPS接收机中,我们可以将数据处理模块安置在更靠近接收机天线的地方,从而减少信号在接收机中传输的时间以及衰变,这样有利于快速捕获信号和提高定位测量的精度。

(3)便于将多种算法集成于一台接收机内:

目前各种GPS接收机一般只采用一种信号捕捉的方法,也只采用一种跟踪算法。

如果是软件GPS接收机,就可以采用多种信号捕捉、跟踪的算法,这样就可以在多种信号之间比较优劣,提高导航定位的效率和可靠性。

(4)便于接收机的低功耗化、小型化等:

由于软件GPS接收机绝大部分的功能均通过软件来实现,这样就能让硬件部分尽可能的最小化,从而使接收机的功耗更小、体积更小、重量更轻、价格更低廉等。

3、软件GPS接收机目前来说,还处在开发、试验阶段,它的主要难点在于将信号、波段通道进行软件化以及高效的信号处理算法。不过相信在不久的将来,它会随着科技的发展,广泛的走入我们的生活。

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下期内容:GPS卫星定位的基本原理。