大多数GNSS(全球导航卫星系统)接收器由两部分组成:天线和处理单元或接收器。
天线是接收卫星信号的地方,接收器理解接收到的信息并将其转换为我们理解的测量值,例如纬度和经度。 在双天线系统中,它们通常被称为“主”和“次”天线。 所示的 RT3000 装置有两个内置的 GNSS 接收器。
尽管GNSS接收器可以完成所有工作,但它们产生的实际测量结果与天线本身的位置有关。 记住这一点很重要,因为天线电缆的长度意味着接收器有时可能离输出位置测量很远。 对于卫星导航和日常GPS产品来说,这并不重要,因为它们的精度很少能够超过几米。
重要的是要认识到,有关位置、速度和高度的计算与天线本身有关,而不是与接收器有关。 要了解 GNSS 的工作原理,我们需要将 GNSS 分成几个部分,并稍微了解每个部分。 由于GPS是人们最熟悉的系统,我们来看一下它,并将其分为三个部分:空间部分,控制部分,用户细分。
1.空间部分。
空间部分涉及在轨卫星。 2015 年,GPS 星座由中地球轨道上的 32 颗非地球静止卫星组成,但并非所有卫星都处于活动状态。 每颗卫星每11小时58分2秒绕行一次,平均高度为20,200公里(即轨道半径为26,571公里)。
GPS卫星星座布置在六个等距轨道平面上,每个平面上不少于四颗卫星。 这种安排确保了几乎任何时候,从地球上的任何一点,在地平线以上15°处都可以看到至少四颗卫星,尽管在实践中通常还有更多。
尽管卫星的年龄和设计各不相同,但它们的工作原理保持不变。 每个时钟包含四个 10 的基本频率一个23MHz的高精度时钟,它们在L波段以光速连续将两个载波发射回地球。 这些载波称为 L1 和 L2。
L1载波的频率为157542mhz (10.23mhz×154=1575.42mhz)。
L2载波的频率为122760mhz (10.23mhz×120=1227.60mhz)。
载波很重要,因为它们将信息从卫星带回地球,正是这些信息使我们的接收器能够确定我们在哪里;
二、控制部分。
控制部分是指位于全球(赤道附近)的多个地面站,用于跟踪、控制并向每颗 GPS 卫星发送信息。 这是一个重要的角色,因为每颗卫星的时钟同步至关重要——因为整个系统都依赖于定时。
发送到每颗卫星的轨道信息也至关重要,因为我们需要它来确定发送信息时卫星的位置。 所有这些信息都被发送到卫星,然后通过L1载波导航消息传输到GPS接收器;
3. 用户部分。
用户细分是大多数人感兴趣的部分。 此部分包括具有 GPS 接收器的任何人或任何事物。 卫星导航、手机、无人机、执法。 那么它是如何工作的呢?
正如我们已经看到的,有一个卫星星座在我们头顶上空运行,以光速将源源不断的信息流发送回地球。 这需要一些时间来理解这如何帮助确定我们的位置,但它是基于一个称为三边测量的过程。
在我们介入之前,我们应该纠正一个常见的误解。 卫星导航或移动电话内的 GNSS 接收器永远不会向卫星发送任何信息。 我们今天使用的接收器是完全被动的——它们只接收信息。 当欧洲的伽利略系统运行时,它的接收器会略有不同,因为会有紧急功能,激活后会发送消息,但这不适用于正常操作。
当你听到人们谈论GPS跟踪的东西时,比如装甲车,这就是发生的事情。 车辆上的GNSS接收器正在接收来自卫星的信号并确定其位置。 一旦它知道它的位置,它就会使用其他系统(如GSM数据连接)将这些信息发送回监控站。
以上就是GNSS天线一般需要如何为你工作的内容,希望你看完后能有所帮助!