Global Positioning System
Global Positioning System (GPS)ist ein auf Satellit basierendes Navigationssystem. Es hat die Revolution in der Navigation und Positionsbestimmung geschaffen. Es wird hauptsächlich in Positionierungs-, Navigations-, Überwachungs- und Vermessungsanwendungen verwendet.
Der Bürgermeister advantagesder Satellitennavigation sind Echtzeitpositionierung und Zeitsynchronisation. Aus diesem Grund sind Satellitennavigationssysteme in den meisten Anwendungen, in denen Mobilität der Schlüsselparameter ist, ein wesentlicher Bestandteil geworden.
Ein vollständiges betriebsbereites GPS-Weltraumsegment enthält vierundzwanzig Satelliten in MEO. Diese Satelliten werden in sechs Gruppen eingeteilt, sodass jede Gruppe vier Satelliten enthält. Die Gruppe von vier Satelliten wird als einer bezeichnetconstellation. Zwei beliebige benachbarte Konstellationen sind um 60 Längengrade voneinander getrennt.
Das orbital period jedes Satelliten ist ungefähr gleich twelve hours. Daher drehen sich alle Satelliten jeden Tag zweimal um die Erde. Die GPS-Empfänger empfangen jederzeit die Signale von mindestens vier Satelliten.
GPS-Codes und Dienste
Jeder GPS-Satellit sendet zwei Signale: L1 and L2 sind von unterschiedlichen Frequenzen. Trilaterationist eine einfache Methode zum Ermitteln der Position (Breite, Länge, Höhe) des GPS-Empfängers. Mit dieser Methode kann die Position eines unbekannten Punktes an drei bekannten Punkten gemessen werden
GPS-Codes
Im Folgenden sind die beiden Arten von GPS-Codes aufgeführt.
- Groberfassungscode oder C / A-Code
- Präziser Code oder P-Code
Das Signal L 1 wird mit einer Pseudozufallsbitsequenz von 1,023 Mbit / s moduliert. Dieser Code wird als Coarse Acquisition Code oder bezeichnetC/A code und es wird von der Öffentlichkeit verwendet.
Das Signal L 2 wird mit einer Pseudozufallsbitsequenz von 10,23 Mbit / s moduliert. Dieser Code wird als Präziser Code oder bezeichnetP codeund es wird in militärischen Positionierungssystemen verwendet. Im Allgemeinen wird dieser P-Code in einem verschlüsselten Format übertragen und als bezeichnetY code
Der P-Code bietet im Vergleich zum C / A-Code eine bessere Messgenauigkeit, da die Bitrate des P-Codes größer ist als die Bitrate des C / A-Codes.
GPS-Dienste
Im Folgenden sind die beiden Arten von Diensten aufgeführt, die von GPS bereitgestellt werden.
- Präziser Positionierungsservice (PPS)
- Standard Positioning Service (SPS)
PPS receiversVerfolgen Sie sowohl den C / A-Code als auch den P-Code auf zwei Signalen, L 1 und L 2 . Der Y-Code wird am Empfänger entschlüsselt, um den P-Code zu erhalten.
SPS receiversVerfolgen Sie nur den C / A-Code im Signal L 1 .
GPS-Empfänger
Es gibt nur eine Einwegübertragung vom Satelliten zu Benutzern im GPS-System. Daher benötigt der einzelne Benutzer nicht den Sender, sondern nur aGPS receiver. Es wird hauptsächlich verwendet, um den genauen Standort eines Objekts zu ermitteln. Diese Aufgabe wird unter Verwendung der von Satelliten empfangenen Signale ausgeführt.
Das block diagram des GPS-Empfängers ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
Die Funktion jedes im GPS-Empfänger vorhandenen Blocks wird unten erwähnt.
Receiving Antennaempfängt die Satellitensignale. Es handelt sich hauptsächlich um eine zirkular polarisierte Antenne.
Low Noise Amplifier (LNA) verstärkt das schwach empfangene Signal
Down converter wandelt die Frequenz des empfangenen Signals in ein Zwischenfrequenzsignal (IF-Signal) um.
IF Amplifier verstärkt das Zwischenfrequenzsignal (IF-Signal).
ADCführt die Umwandlung des analogen Signals durch, das vom ZF-Verstärker zum digitalen Signal erhalten wird. Angenommen, die Abtast- und Quantisierungsblöcke sind auch im ADC (Analog-Digital-Wandler) vorhanden.
DSP (Digitaler Signalprozessor) generiert den C / A-Code.
Microprocessorführt die Positionsberechnung durch und liefert die Zeitsignale, um den Betrieb anderer digitaler Blöcke zu steuern. Es sendet die nützlichen Informationen an die Anzeigeeinheit, um sie auf dem Bildschirm anzuzeigen.