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接收機的主要組成和性能指標

添加時間：2018-05-18 18:44:53 來源：《北斗與GNSS系統(tǒng)概述》
　　接收機通常有接收機天線、射頻（RF）部分、基帶部分、電源部分和控制顯示存儲部分組成。接收機天線是衛(wèi)星信號的進入口，通常天線分為有源和無源天線兩種，它們的區(qū)別主要在有無前置射頻放大器。接收機的主機上射頻和基帶部分，射頻部分的功能是將L波段的射頻信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢苑奖愕貙崿F(xiàn)數(shù)字化的中頻信號，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號。然后，經(jīng)過基帶部分實現(xiàn)信號的搜索捕獲、鎖定跟蹤，進行信號的測量，獲得觀測數(shù)據(jù)和導航電文，進行定位計算，并實現(xiàn)結(jié)果的輸出與顯示。
 
　　圖7.1 典型的高精度接收機的硬件構(gòu)成圖
 
　　以GPS衛(wèi)星導航接收機為例，最主要的指標是接收頻點（L1，或者L1+L2）、接收靈敏度、接收機通道數(shù)、定位精度、首次定位時間，以及其它一系列電氣和物理機械性能指標。
 
　　接收機頻點，通常的大眾化應用的導航接收機產(chǎn)品都是單個頻點L1，接收的是民用粗碼（C/A），其定位方法是利用測量碼相位來實現(xiàn)的。而高端的定位接收機，一般都是L1+L2的雙頻接收機，利用載波相位方法來實現(xiàn)定位，其定位精度要比單頻的高。
 
　　接收機的靈敏度，通俗地講是指接收機能夠接收最弱信號的能力。隨著衛(wèi)星導航接收機應用領域的不斷擴大，尤其在車內(nèi)、室內(nèi)、城市峽谷和稠密森林中的應用，對于靈敏度要求越來越高。
 
　　接收機通道數(shù)，又稱信道數(shù)，是指接收機能夠同時接收多少個可見衛(wèi)星的能力，通常的GPS導航接收機大多是12個信道，現(xiàn)在也有20信道的。由于GNSS多系統(tǒng)的工作，可見衛(wèi)星數(shù)量越來越多，所以目前出現(xiàn)有864個通道的接收機。
 
　　首次定位時間是個很重要的指標，因為開機后是否能夠很快接收鎖定信號非常影響到用戶的感受。首次定位時間定義有很多，實際上簡單地說，應該有兩種，一是冷啟動，二是熱啟動。冷啟動是指第一次開機，或者長期沒有開機，接收機內(nèi)沒有任何衛(wèi)星星歷和歷書數(shù)據(jù)，也沒有進行任何的時間和位置數(shù)據(jù)的設置，由接收機自行搜索捕獲、鎖定跟蹤信號，實現(xiàn)定位。通常，至少需要數(shù)分鐘，甚至更長時間。熱啟動是指最近開過機，機內(nèi)已經(jīng)存有星歷和歷書數(shù)據(jù)，或者進行了時間和位置數(shù)據(jù)的設置，接收機可能在1-2分鐘之內(nèi)完成搜索捕獲、鎖定跟蹤信號，實現(xiàn)定位。
 
　　定位精度是最重要的指標，通常它是由系統(tǒng)性能和接收機接收的環(huán)境條件決定的。GPS接收機的正常的定位精度為10多米到幾十米。目前，由于GPS衛(wèi)星數(shù)量遠超過額定數(shù)量，所以一般接收機的定位精度達到5-6米，甚至精度更高，尤其是在GNSS多系統(tǒng)接收機工作條件下，正在向1米的精度接近。
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