GPS天线原理解析.doc

GPS 天线原理解析在 GPS 天线单元设计中采用了高频、低噪声放大器，以减弱GPS 天线热噪声及前面几级单元电路对接收机性能的影响;在 GPS 天线原理中利用 GPS 卫星实现导航定位时，用户接收机的主要任务是提取卫星信号中的伪随机噪声码和数据码，以进一步解算得到接收机载体的位置、速度和时间(PVT)等导航信息因此，GPS 接收机是至关重要的用户设备我们常说的导航地图实际上是包括了导航地图运行软件和导航地图图资，其中图资就是具体的地理位置特征及丰富的 POI 兴趣点，而导航地图运行软件是承载导航地图图资，并将其有效运行展现在车友面前的软件兴趣点：兴趣点也就是我们常说的 POI(Point of interest)，它是由地图厂商所收录的信息点，为了方便车友查找对应的目的地，如餐馆、大厦等举个例子，永盛杰导航仪使用的图吧地图除了支持北京、上海、广州、深圳等 36个城市实时路况信息还支持我的位置周边餐饮、购物、停车场等任何信息点搜索这就是兴趣点的使用实例目前实际应用的 GPS 接收机电路一般由天线单元、射频单元、通信单元和解算单元等四部分组成，本文在分析 GPS 卫星信号组成的基础上，给出了射频前端 GP2010 的原理及应用。

一、GPS 卫星信号的组成GPS 卫星信号采用典型的码分多址(CDMA)调制技术进行合成，其完整信号主要包括载波、伪随机码和数据码等三种分量信号载波处于 L 波段，两载波的中心频率分别记作 L1 和 L2卫星信号参考时钟频率 f0 为 10.23MHz，信号载波 L1 的中心频率为 f0 的 154倍频，即：fL1=154×f0=1575.42MHz (1)其波长 λ1=19.03cm;信号载波 L2 的中心频率为 f0 的 120 倍频，即：fL2=120×f0=1227.60MHz (2)二、GPS 天线原理解析其波长 λ2=24.42cm两载波的频率差为 347.82MHz，大约是L2 的 28.3%，这样选择载波频率便于测得或消除导航信号从 GPS 卫星传播至接收机时由于电离层效应而引起的传播延迟误差伪随机噪声码(PRN)即测距码主要有精测距码(P 码)和粗测距码(C/A 码)两种其中 P 码的码率为 10.23MHz、C/A 码的码率为 1.023MHz数据码是 GPS 卫星以二进制形式发送给用户接收机的导航定位数据，又叫导航电文或 D 码，它主要包括卫星历、卫星钟校正、电离层延迟校正、工作状态信息、C/A 码转换到捕获 P 码的信息和全部卫星的概略星历;总电文由 1500 位组成，分为 5 个子帧，每个子帧在 6s 内发射 10 个字，每个字 30 位，共计 300 位，因此数据码的波特率为50bps。