本篇文章為大家講解GPS介紹及的構成及原理，供大家查閱

GPS接收機主要是由GPS接收機天線單元、GPS接收機主機單元和電源單元三部分組成的。接收機主機由變頻器、信號通道、微處理器、存儲器及顯示器組成，基本結構如圖所示。


GPS定位終端



1.接收機天線

接收機天線部分由天線和前置放大器組成。天線的作用是將GPS衛星信號的微弱的電磁波轉化為相應的電流；前置放大器的作用則是將微弱的GPS信號電流進行相應放大。通常對天線部分有如下要求。

(1)天線與前置放大器密封為一體，保障天線部分能夠正常工作，減少信號損失。

(2)能夠接收來自任何方向的衛星信號，不產生接收死角。

(3)擁有防護和屏蔽多路徑效應的措施。

(4)天線的相位中心可保持高度的穩定，并與其幾何中心盡量保持一致。

2.接收機主機

1)變頻器

經過GPS前置放大器的信號仍然很微弱，為了使接收機通道得到穩定的高增益，并且使L頻段的射頻信號變成低頻信號，須采用變頻器。

信號通道：信號通道是GPS接收機的核心部分，GPS信號通道是硬軟件結合的電路，不同類型的接收機其通道是不同的。GPS信號通道具有以下作用。

(1)搜索衛星，牽引并跟蹤衛星。

(2)對廣播電文數據信號實行解擴，解調出廣播電文。

(3)進行偽距測量、載波相位測量及多普勒頻移測量。

由于接收機接收到的信號是擴頻的調制信號，所以要經過解擴、解調才能得到導航電文，因此在相關通道電路中設有偽碼相位跟蹤環和載波相位跟蹤環。

2)存儲器

接收機內設有存儲器或存儲卡，以存儲衛星星歷、衛星歷書、接收機采集到的碼相位偽距觀測值、載波相位觀測值及多普勒頻移。目前GPS接收機都裝有半導體存儲器(簡稱內存)，接收機內存數據可以通過數據口傳到微機上，以便進行數據處理和數據保存。在存儲器內還裝有多種工作軟件，如自測試軟件、衛星預報軟件、導航電文解碼軟件、GPS單點定位軟件等。

3)微處理器CPU

微處理是GPS接收機工作的靈魂，GPS接收機工作都是在微機指令統一協同下進行的，其主要工作步驟為如下。

(1)接收機開機后，立即指示各個通道進行自檢，實時地在視屏顯示窗內展示各自的自檢結果，并測定、校正和存儲各個通道的時延值。

(2)接收機對衛星進行捕捉跟蹤后，根據跟蹤環路所輸出的數據碼，解譯出GPS衛星星歷。當同時鎖定4顆衛星時，將C/A碼偽距觀測值連同星歷一起計算出測站的三維位置，并按照預置的位置數據更新率，不斷地更新(計算)點的坐標。

(3)用己測得的點位坐標和GPS衛星歷書，計算所有在軌衛星的升降時間、方位和高度角，并為作業人員提供在視衛星數量及其工作狀況，以便選用"健康”的且分布適宜的定位衛星，達到提高點位精度的目的。

(4)接收用戶輸入的信號，如測站名、測站號、天線高和氣象參數等。

電源：GPS接收機的電源包括內電源和外接電源。內電源采用鋰電池，主要用于RAM存儲器供電，以防止數據丟失。外接電源一般采用汽車電瓶或者隨機配備的專用電源適配器。當用交流電時，要經過穩定電源或專用電流交換器。

綜上所述，GPS信號接收機的任務：接收GPS衛星發射的信號，能夠捕獲到按一定衛星高度截止角所選擇的待測衛星的信號，并跟蹤這些衛星的運行，獲得必要的導航和定位信息及觀測量；對所接收到的GPS信號進行變換、放大和處理，以便測量出GPS信號從衛星到接收機天線的傳播時間，解譯出GPS衛星所發送的導航電文，實時地計算出測站的三維位置，基至三維速度和時間。