超外差式接收機(jī)原理框圖_超外差式接收機(jī)原理框圖各部分功能

　　一、GPS衛(wèi)星定位超外差式接收機(jī)原理框圖的基本原理

　　GPS在實(shí)際生活中為我們帶來(lái)許多便利，其最主要超外差式接收機(jī)原理框圖的功能來(lái)自于本身的精準(zhǔn)定位。無(wú)論是車載導(dǎo)航儀為我們指路導(dǎo)航，還是手持機(jī)為我們提供精確的經(jīng)緯度用來(lái)指明方向，以及GPS產(chǎn)品在工業(yè)上、物流業(yè)中甚至諸多行業(yè)中帶來(lái)實(shí)際應(yīng)用效果，都證明了GPS產(chǎn)品的定位精準(zhǔn)性是其應(yīng)用廣泛的重要支柱。

　　但是在實(shí)際使用當(dāng)中，GPS的定位精度未必會(huì)讓我們滿意，許多用戶反應(yīng)使用車載GPS產(chǎn)品的時(shí)候，車輛雖然靜止不動(dòng)但是導(dǎo)航儀屏幕所顯示的本車位置圖標(biāo)卻在地圖上左右搖擺，這就是我們常說(shuō)的衛(wèi)星信號(hào)漂移現(xiàn)象。此外實(shí)際位置與地圖所顯示位置不一致，產(chǎn)生位置偏差也是許多車載用戶甚至手持機(jī)使用者經(jīng)常遇到的現(xiàn)象。那么我們所常用的GPS電子狗、車載導(dǎo)航儀產(chǎn)品產(chǎn)生信號(hào)漂移是否正常呢？GPS產(chǎn)生位置漂移和位置偏差現(xiàn)象的原因是什么？在什么情況下能避免此類現(xiàn)象的發(fā)生呢？下面一一分析其中的緣由。

　　在解析GPS定位漂移現(xiàn)象之前，首先了解一下GPS是怎樣根據(jù)衛(wèi)星信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)定位的。GPS（Global Positioning System，全球定位系統(tǒng)）包括三大部分：空間GPS衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控系統(tǒng)、用戶GPS信號(hào)接收機(jī)。GPS定位的基本原理為：衛(wèi)星不斷的發(fā)射自身的星歷參數(shù)和時(shí)間信息，GPS信號(hào)接收機(jī)接收到信號(hào)后，根據(jù)三角公式計(jì)算可以得到接收機(jī)的位置，三顆衛(wèi)星可進(jìn)行2D定位（經(jīng)度、緯度），四顆衛(wèi)星則可進(jìn)行3D定位（經(jīng)度、緯度及高度）。通過(guò)接收機(jī)不斷的更新接收信息，就可以計(jì)算出移動(dòng)方向和速度。

　　GPS定位原理圖

　　由于目前全球有24顆GPS導(dǎo)航衛(wèi)星分布在6條軌道上，在任意時(shí)刻在水平線以上最少有4顆衛(wèi)星，最多有11顆衛(wèi)星，所以GPS定位可以得到很好的保證。作為GPS信號(hào)接收終端的導(dǎo)航儀作用就是捕獲衛(wèi)星信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、處理，實(shí)時(shí)計(jì)算出接收機(jī)的3D位置與速度。

　　二、影響GPS定位精度的外界因素

　　我們簡(jiǎn)單的了解GPS定位的原理后，那么到底是哪些因素會(huì)影響到GPS的定位精度，從而產(chǎn)生了衛(wèi)星信號(hào)飄逸和位置偏差呢？首先分析對(duì)外界條件對(duì)于GPS定位定位精度所產(chǎn)生的影響。

　　1、大氣層（特指電離層和對(duì)流層對(duì)GPS信號(hào)的延遲）

　　電離層延遲是由于地球周圍的電離層對(duì)電磁波的折射效應(yīng)，使得GPS信號(hào)的傳播速度發(fā)生變化，這種變化稱為電離層延遲。對(duì)流層延遲指的是對(duì)于地球周圍的對(duì)流層對(duì)電磁波的折射效應(yīng)，使得GPS信號(hào)的傳播速度發(fā)生變化，這種變化稱為對(duì)流層延遲。

　　電離層和對(duì)流層對(duì)GPS信號(hào)的延遲

　　2、衛(wèi)星時(shí)鐘誤差

　　即使衛(wèi)星是非常的精密復(fù)雜，它可以計(jì)算出一些極微小的訊息信息，如原子鐘(Cesium) 即是如此一個(gè)精準(zhǔn)的裝置，但是精準(zhǔn)并不代表完美，因此仍會(huì)有一些微小的誤差產(chǎn)生，即使衛(wèi)星的定位會(huì)持續(xù)的被監(jiān)控著，但并不是每一秒都處于被監(jiān)視的狀態(tài)之中，這期間一旦有微小的定位誤差或衛(wèi)星星歷的誤差產(chǎn)生，便會(huì)影響到接受器在定位計(jì)算時(shí)的準(zhǔn)確性。

　　衛(wèi)星時(shí)鐘誤差

　　3、星歷誤差（即衛(wèi)星軌道誤差）

　　衛(wèi)星星歷誤差在進(jìn)行GPS定位時(shí)，計(jì)算在某時(shí)刻GPS衛(wèi)星位置所需的衛(wèi)星軌道參數(shù)是通過(guò)各種類型的星歷提供的，但不論采用哪種類型的星歷，所計(jì)算出的衛(wèi)星位置都會(huì)與其真實(shí)位置有所差異，這就是所謂的星歷誤差。

　　另外還有諸如當(dāng)前可見(jiàn)衛(wèi)星數(shù)量和衛(wèi)星的分布等具有可變性的外界因素，同樣對(duì)于GPS接收終端的定位精度產(chǎn)生不可忽視的影響。

　　三、影響GPS定位精度的人為因素及注意事項(xiàng)

　　除了剛才介紹的對(duì)于GPS定位精度具有影響的外界條件外，還有許多人為因素同樣對(duì)于接收終端的精準(zhǔn)定位產(chǎn)生著一定的影響。

　　1、多徑效應(yīng)（經(jīng)過(guò)其他表面反射到接收機(jī)天線中的GPS信號(hào)）

　　多徑效應(yīng)由于接收終端周圍環(huán)境的影響，使得接收機(jī)所接收到的衛(wèi)星信號(hào)中還包含有反射和折射信號(hào)的影響，這就是所謂的多路徑效應(yīng)。例如在高樓林立的樓群中以及山脈密林中，衛(wèi)星信號(hào)收到折射或者反射的幾率相當(dāng)大。

　　多徑效應(yīng)

　　2、SA政策

　　SA政策是美國(guó)政府從其國(guó)家利益出發(fā)，通過(guò)降低廣播星歷精度（ε技術(shù)）、在GPS信號(hào)中加入高頻抖動(dòng)等方法，人為降低普通用戶利用GPS進(jìn)行導(dǎo)航定位時(shí)的精度的一種方法。普通GPS的信號(hào)有兩種碼，分別為C/A碼和P碼。C/A碼的誤差是29.3m到2.93米。一般的接收機(jī)利用C/A碼計(jì)算定位。美國(guó)在90代中期為了自身的安全考慮，在信號(hào)上加入了SA (Selective Availability)，令接收機(jī)的誤差增大，到100米左右。在2000年5月2日，SA取消，所以，咱們現(xiàn)在的GPS精度應(yīng)該能在20米以內(nèi)。而P碼的誤差為2.93米到0.293米是C/A碼的十分之一，但是P碼只能美國(guó)軍方使用。

　　3、人為干擾因素

　　GPS控制部分人為影響，由于GPS控制部分的問(wèn)題或用戶在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)引入的誤差等。

　　或者運(yùn)算數(shù)據(jù)處理軟件的影響，數(shù)據(jù)處理軟件的算法不完善對(duì)定位結(jié)果的影響。也就是說(shuō)在啟動(dòng)地圖程序的同時(shí)，使導(dǎo)航儀進(jìn)行其他數(shù)據(jù)處理，產(chǎn)生數(shù)據(jù)誤差從而影響GPS定位的準(zhǔn)確性。

　　還有一些例如車內(nèi)的電磁脈沖干擾以及車內(nèi)其他電子產(chǎn)品對(duì)于GPS的定位都或多或少產(chǎn)生一些影響，不過(guò)這些影響都屬于可控制范圍內(nèi)的。

　　接收終端所處環(huán)境對(duì)于定位精度也有很大影響

　　我們?cè)谑褂肎PS電子狗、車載導(dǎo)航儀或者手持機(jī)的時(shí)候應(yīng)該注意的是：

　　1、在定位終端啟動(dòng)后搜尋衛(wèi)星的階段應(yīng)該盡量在地勢(shì)開闊的區(qū)域，不要選擇在高樓密集或者地庫(kù)等衛(wèi)星信號(hào)的盲區(qū)進(jìn)行啟動(dòng)，在搜星階段給予終端良好的衛(wèi)星接收范圍為精準(zhǔn)的定位做好準(zhǔn)備。

　　2、不要盲目迷信導(dǎo)航儀的啟動(dòng)時(shí)間，再好的衛(wèi)星接收模塊沒(méi)有獲得良好的衛(wèi)星信號(hào)也不能進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，啟動(dòng)快的終端不一定接收信號(hào)穩(wěn)定，穩(wěn)定才能證明一切。

　　綜上所述，GPS接收終端出現(xiàn)信號(hào)漂移和位置偏差現(xiàn)象，并不是單單的源自于接收終端本身，外界有許多不可變的因素在無(wú)時(shí)無(wú)刻影響著GPS接收衛(wèi)星信號(hào)，從而使GPS本身出現(xiàn)種種定位偏離現(xiàn)象。所以，我們?cè)谑褂肎PS為自己指路導(dǎo)航的時(shí)候，盡可能的避免人為因素對(duì)于接收終端本身的影響，最大程度的給予GPS一個(gè)良好的使用環(huán)境，使其體現(xiàn)出定位導(dǎo)航的優(yōu)勢(shì)作用。