Hệ thống định vị toàn cầu

Hệ thống định vị toàn cầu (GPS)là một hệ thống định vị dựa trên vệ tinh. Nó đã tạo ra cuộc cách mạng về điều hướng và định vị vị trí. Nó chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng định vị, dẫn đường, giám sát và khảo sát.

Thị trưởng advantagescủa định vị vệ tinh là định vị thời gian thực và đồng bộ hóa thời gian. Đó là lý do tại sao hệ thống định vị vệ tinh đã trở thành một phần không thể thiếu trong hầu hết các ứng dụng, trong đó tính di động là thông số quan trọng.

Một phân đoạn không gian GPS hoạt động hoàn chỉnh chứa 24 vệ tinh trong MEO. Các vệ tinh này được tạo thành sáu nhóm sao cho mỗi nhóm chứa bốn vệ tinh. Nhóm bốn vệ tinh được gọi là mộtconstellation. Hai chòm sao liền kề bất kỳ cách nhau 60 độ theo kinh độ.

Các orbital period của mỗi vệ tinh xấp xỉ bằng twelve hours. Do đó, tất cả các vệ tinh quay quanh trái đất hai lần mỗi ngày. Tại bất kỳ thời điểm nào, máy thu GPS sẽ nhận được tín hiệu từ ít nhất bốn vệ tinh.

Mã và dịch vụ GPS

Mỗi vệ tinh GPS truyền hai tín hiệu, L₁ and L₂ có tần số khác nhau. Trilaterationlà một phương pháp đơn giản để tìm vị trí (Vĩ độ, Kinh độ, Độ cao) của máy thu GPS. Bằng cách sử dụng phương pháp này, vị trí của một điểm chưa biết có thể được đo từ ba điểm đã biết

Mã GPS

Sau đây là hai loại mã GPS.

Mã chuyển đổi thô hoặc mã C / A
Mã chính xác hoặc mã P

Tín hiệu, L ₁ được điều chế với chuỗi bit ngẫu nhiên giả 1,023 Mbps. Mã này được gọi là mã Chuyển đổi thô hoặcC/A code và nó được sử dụng bởi công chúng.

Tín hiệu, L ₂ được điều chế với chuỗi bit giả ngẫu nhiên 10,23 Mbps. Mã này được gọi là Mã chính xác hoặcP codevà nó được sử dụng trong các hệ thống định vị quân sự. Nói chung, mã P này được truyền ở định dạng được mã hóa và nó được gọi làY code

Mã P cho độ chính xác đo lường tốt hơn khi so sánh với mã C / A, vì tốc độ bit của mã P lớn hơn tốc độ bit của mã C / A.

Dịch vụ GPS

Sau đây là hai loại dịch vụ được cung cấp bởi GPS.

Dịch vụ Định vị Chính xác (PPS)
Dịch vụ Định vị Tiêu chuẩn (SPS)

PPS receiverstiếp tục theo dõi cả mã C / A và mã P trên hai tín hiệu, L ₁ và L ₂ . Mã Y được giải mã tại máy thu để thu được mã P.

SPS receiverschỉ theo dõi mã C / A trên tín hiệu, L ₁ .

Người nhận GPS

Hệ thống GPS chỉ tồn tại một đường truyền một chiều từ vệ tinh tới người dùng. Do đó, người dùng cá nhân không cần bộ phát mà chỉ cầnGPS receiver. Nó chủ yếu được sử dụng để tìm vị trí chính xác của một đối tượng. Nó thực hiện nhiệm vụ này bằng cách sử dụng các tín hiệu nhận được từ vệ tinh.

Các block diagram của máy thu GPS được hiển thị trong hình dưới đây.

Chức năng của mỗi khối có trong bộ thu GPS được đề cập dưới đây.

Receiving Antennanhận các tín hiệu vệ tinh. Nó chủ yếu là, một ăng-ten phân cực tròn.
Low Noise Amplifier (LNA) khuếch đại tín hiệu nhận được yếu
Down converter chuyển đổi tần số của tín hiệu nhận được thành tín hiệu Tần số trung gian (IF).
IF Amplifier khuếch đại tín hiệu Tần số trung gian (IF).
ADCthực hiện chuyển đổi tín hiệu tương tự thu được từ bộ khuếch đại IF sang kỹ thuật số. Giả sử, các khối lấy mẫu & lượng tử hóa cũng có trong ADC (Bộ chuyển đổi tương tự sang số).
DSP (Bộ xử lý tín hiệu kỹ thuật số) tạo mã C / A.
Microprocessorthực hiện tính toán vị trí và cung cấp các tín hiệu thời gian để điều khiển hoạt động của các khối kỹ thuật số khác. Nó gửi thông tin hữu ích đến Display unit để hiển thị trên màn hình.