Система глобального позиционирования (GPS) — это навигационная система на основе спутника. Это создало революцию в области навигации и определения местоположения. Он в основном используется в приложениях позиционирования, навигации, мониторинга и съемки.
Основными преимуществами спутниковой навигации являются позиционирование в реальном времени и синхронизация времени. Вот почему спутниковые навигационные системы стали неотъемлемой частью большинства приложений, где мобильность является ключевым параметром.
Полный оперативный космический сегмент GPS содержит двадцать четыре спутника в MEO. Эти спутники делятся на шесть групп, так что каждая группа содержит четыре спутника. Группа из четырех спутников называется одним созвездием . Любые два соседних созвездия разделены на 60 градусов по долготе.
Период обращения каждого спутника приблизительно равен двенадцати часам . Следовательно, все спутники вращаются вокруг Земли два раза в день. В любое время приемники GPS будут получать сигналы как минимум от четырех спутников.
GPS-коды и услуги
Каждый спутник GPS передает два сигнала, L 1 и L 2 имеют разные частоты. Трилатерация — это простой метод определения местоположения (широта, долгота, высота) приемника GPS. Используя этот метод, положение неизвестной точки может быть измерено из трех известных точек
Коды GPS
Ниже приведены два типа кодов GPS.
- Грубый код приобретения или код C / A
- Точный код или P код
Сигнал L 1 модулируется псевдослучайной битовой последовательностью 1,023 Мбит / с. Этот код называется Coarse Acquisition code или C / A-кодом и используется публикой.
Сигнал L 2 модулируется псевдослучайной битовой последовательностью 10,23 Мбит / с. Этот код называется точным кодом или P-кодом и используется в военных системах позиционирования. Обычно этот код P передается в зашифрованном формате и называется кодом Y
P-код дает лучшую точность измерения по сравнению с C / A-кодом, поскольку скорость P-кода выше, чем C / A-код.
Услуги GPS
Ниже приведены два типа услуг, предоставляемых GPS.
- Служба точного позиционирования (PPS)
- Стандартная служба позиционирования (SPS)
Приемники PPS отслеживают как код C / A, так и код P по двум сигналам, L 1 и L 2 . Y-код дешифруется в приемнике для получения P-кода.
SPS-приемники отслеживают только сигнал C / A в сигнале, L 1 .
Приемник GPS
В системе GPS существует только односторонняя передача со спутника пользователям. Следовательно, индивидуальный пользователь не нуждается в передатчике, а только в приемнике GPS . Он в основном используется для поиска точного местоположения объекта. Он выполняет эту задачу, используя сигналы, полученные со спутников.
Блок-схема приемника GPS показана на рисунке ниже.
Функция каждого блока, присутствующего в приемнике GPS, указана ниже.
Приемная антенна принимает спутниковые сигналы. В основном это антенна с круговой поляризацией.
Усилитель с низким уровнем шума (LNA) усиливает слабый принимаемый сигнал
Преобразователь с понижением частоты преобразует частоту принятого сигнала в сигнал промежуточной частоты (ПЧ).
Усилитель ПЧ усиливает сигнал промежуточной частоты (ПЧ).
АЦП выполняет преобразование аналогового сигнала, получаемого с усилителя ПЧ, в цифровой. Предположим, что блоки дискретизации и квантования также присутствуют в АЦП (аналого-цифровой преобразователь).
DSP (процессор цифровых сигналов) генерирует код C / A.
Микропроцессор выполняет расчет положения и выдает синхронизирующие сигналы для управления работой других цифровых блоков. Он отправляет полезную информацию на дисплей, чтобы отобразить ее на экране.