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GPS原理及Agilent_GPS测试解决方案
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2013-01-02
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60页
GPS导航定位系统简介 GPS卫星信号 GPS接收机工作原理及信号分析 DGPS和AGPS原理 GNSS技术发展 GPS应用领域 基于ESG的GPS 测试解决方案 GPS 测试市场及竞争分析
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GPS原理及Agilent GPS测试解决方案
王国彬
负责A/D和GPS
信号源产品事业部
2008年6月
Presenter: 王国彬
Mobile Phone: 13811987251
参见中文Notes
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Quiz Time
1. What’s dynamic scenario?
2. Is it possible to measure several GPS receivers using one
ESG simultaneously?
3. Is it possible to use 2 ESG to realize 16 satellites?
4. Which parameter will be measured in product line?
5. Which parameter will be changed after we re-playback the
scenarios?
6. Which parameter will be measured by adding fading?
7. Why is it better for 12 satellites than 8 satellites?
8. What’s the difference for different scenarios?
谢谢大家的支持, 首先留给大家一些问题思考, 这个Module结束之后我会给出答案
主要Objectives:
给大家提供一些GPS(GNSS)全球卫星导航定位技术的一些基础知识,便于大家在推我们ESG 409 GPS
Option的时候,我们和客户有更深入的了解与沟通。
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Agenda
¾ GPS 技术介绍
GPS导航定位系统简介
GPS卫星信号
GPS接收机工作原理及信号分析
DGPS和AGPS原理
GNSS技术发展
¾ GPS应用领域
¾ 基于ESG的GPS 测试解决方案
¾ GPS 测试市场及竞争分析
¾ 总结及Demo
今天的议程主要分为以下五部分
1. GPS 基础知识的介绍, 1hr
2. 针对Agilent这样一个测试测量公司,介绍了一下GPS在通信领域的应用
3. 基于信号源的GPS 测试解决方案
4. GPS Market size以及Competition的一些分析
5. 最后summary和demo的时间
介绍时间是1.5个小时
4
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GPS导航定位系统简介-运行轨道
Tropospher
e
Ionosphere
22000K
m
Satellite
Channel
multipath
GPS or
Galileo
Navigation System with Timing And Ranging
Global Positioning System (NAVSTARGPS)
民用标准定位服务 SPS
军用精确定位服务 PPS
20200km的轨道
1575.42MHz频率
67.3ms或3.33us
•GPS导航定位系统简介:Navigation System with Timing And Ranging Global
Positioning System (NAVSTARGPS),带有定时和测距的全球导航定位系统,它
是由美国国防部开发运行的,可以民用和军用。民用标准定位服务 SPS
(Standard Positioning Service) 信号,可由公众自由使用,而军用精确定位服务
PPS (Precise Positioning Service)信号只能由官方授权的机构使用。
•首先让我们看一下GPS卫星的运行轨道, 每一个GPS卫星运行在平均高度为
20200km的轨道上,在以1575.42MHz频率向地球发送自身精确的位置信号和准确
的时间信号。这些时间信号以光速传播,这种电磁波依次经过电离层和对流层,
再经过大气层进入到地面的接收机,当然这个过程要经过多经衰落,多普勒效应
等,一会我们考虑这些误差项。到达卫星正下方地球表面的时间将近67.3ms,信
号每传输一公里的时间是3.33微秒。如果你想确定你在陆地、海里或空中的位置,
所有你所需的就是精确的时间,将卫星信号到达的时间和卫星发射的发射时间,
这样就可能决定传输时间。
知道了运行轨道之后,那 G P S 是 怎 么 定位的呢?
5
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GPS导航定位系统简介-定位原理
(1)
(
)
(
)
(
)
222
g
si
g
si
g
sis
g
zzyyxxR −+−+−=
为接收机坐标
为卫星坐标
ggg
sisisi
zyx
zyx
,,
,,
为卫星和接收机间距c×Δ= tR
s
g
为伪距 c×+=
tg
s
g
s
g
R
δρ
(
)
(
)
(
)
c
222
×+−+−+−=
tgg
si
g
si
g
sis
g
zzyyxx
δρ
(2)
(3)
为最后修正的伪距(4)
坐标系统WGS-84
• 在开发GPS 系统时,主要重点放在以下三个方面
1. 确切的三维位置:经度、纬度和高度坐标。精度范围从20米到1米
2. 精确的时间(世界标准时间,Universal Time Coordinated, UTC ),精度范围从60ns
到将近5ns。而速度和方向可由坐标和时间来确定,坐标和时间由围绕地球的28颗
GPS卫星决定
3. 必须能提供民用的可能。
• 定位原理:GPS采用无线电导航定位技术,即用户只要有一台接收机同步接受GPS卫星发射的
测距信号,测定接收机至卫星的距离即可定位,定位点到卫星的距离 S 可以通过传输时间τ来
决定: S = τ×C 式中 C 是光速。要确定三维空间的位置,需要三颗卫星,如果到三颗卫星的
距离已知,三颗卫星的坐标已知,则三维空间位置也就可知。但事实并非如此,对于一个
GPS 接收机,要测量精确的时间,一个高精度的同步的时钟是必须的。如果传输时间仅一微
秒的误差,这将造成位置计算上300米的误差。由于卫星上的时钟都进行了同步,所以几颗卫
星到测量点的传输时间的误差值是相同的,这时可以通过数学方法来消除时间误差的影响。
• 举例子:坐标系统WGS-84 (World Geodetic System 1984,世界测地学系统1984)是相对于
地球中心的位置系统,它是一个三维的,右手定测的,卡迪尔坐标系统,其坐标原点地球椭圆
体的中心。
• 说明各个量的关系:如果时间测量伴随差一个恒定的未知误差,要确定三维空间位置,我们有
四个未知的变量。经度(X) 纬度(Y) 高度(Z) 时间误差(Δt) 所以为了确定这四个未知
的变量,需要四个独立的方程,四个不同的卫星提供所需的四个传输时间。所以32颗卫星的分
布方式是:在地球上任何时候任何一个点上,同时能“见到”至少四颗卫星。
了解了运行轨道和定位原理之后,再来看看GPS系统是由那些部分组成的
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资源评论
- yangchong1152013-03-12下下来看着还可以,对GPS测试的内容有所帮助
- manwithme2015-11-23很不错的调研资料
- wxm0022013-05-12从测量角度讲GPS接收机的,对系统设计和观测量处理有帮助
- 「已注销」2013-10-25公司正好开展模拟器测试的项目,对于初学者来说很不错。
- applelppa2016-09-13出人意料的好,
fujianzyq
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