GNSS天線通常需要如何工作?

Mondo 科技 更新 2024-03-06

大多數GNSS(全球導航衛星系統)接收器由兩部分組成:天線和處理單元或接收器。

天線是接收衛星訊號的地方,接收器理解接收到的資訊並將其轉換為我們理解的測量值,例如緯度和經度。 在雙天線系統中,它們通常被稱為“主”和“次”天線。 所示的 RT3000 裝置有兩個內建的 GNSS 接收器。

儘管GNSS接收器可以完成所有工作,但它們產生的實際測量結果與天線本身的位置有關。 記住這一點很重要,因為天線電纜的長度意味著接收器有時可能離輸出位置測量很遠。 對於衛星導航和日常GPS產品來說,這並不重要,因為它們的精度很少能夠超過幾公尺。

重要的是要認識到,有關位置、速度和高度的計算與天線本身有關,而不是與接收器有關。 要了解 GNSS 的工作原理,我們需要將 GNSS 分成幾個部分,並稍微了解每個部分。 由於GPS是人們最熟悉的系統,我們來看一下它,並將其分為三個部分:空間部分,控制部分,使用者細分。

1.空間部分。

空間部分涉及在軌衛星。 2015 年,GPS 星座由中地球軌道上的 32 顆非地球靜止衛星組成,但並非所有衛星都處於活動狀態。 每顆衛星每11小時58分2秒繞行一次,平均高度為20,200公里(即軌道半徑為26,571公里)。

GPS衛星星座布置在六個等距軌道平面上,每個平面上不少於四顆衛星。 這種安排確保了幾乎任何時候,從地球上的任何一點,在地平線以上15°處都可以看到至少四顆衛星,儘管在實踐中通常還有更多。

儘管衛星的年齡和設計各不相同,但它們的工作原理保持不變。 每個時鐘包含四個 10 的基本頻率乙個23MHz的高精度時鐘,它們在L波段以光速連續將兩個載波發射回地球。 這些載波稱為 L1 和 L2。

L1載波的頻率為157542mhz (10.23mhz×154=1575.42mhz)。

L2載波的頻率為122760mhz (10.23mhz×120=1227.60mhz)。

載波很重要,因為它們將資訊從衛星帶回地球,正是這些資訊使我們的接收器能夠確定我們在哪裡;

二、控制部分。

控制部分是指位於全球(赤道附近)的多個地面站,用於跟蹤、控制並向每顆 GPS 衛星傳送資訊。 這是乙個重要的角色,因為每顆衛星的時鐘同步至關重要——因為整個系統都依賴於定時。

傳送到每顆衛星的軌道資訊也至關重要,因為我們需要它來確定傳送資訊時衛星的位置。 所有這些資訊都被傳送到衛星,然後通過L1載波導航訊息傳輸到GPS接收器;

3. 使用者部分。

使用者細分是大多數人感興趣的部分。 此部分包括具有 GPS 接收器的任何人或任何事物。 衛星導航、手機、無人機、執法。 那麼它是如何工作的呢?

正如我們已經看到的,有乙個衛星星座在我們頭頂上空執行,以光速將源源不斷的資訊流傳送回地球。 這需要一些時間來理解這如何幫助確定我們的位置,但它是基於乙個稱為三邊測量的過程。

在我們介入之前,我們應該糾正乙個常見的誤解。 衛星導航或流動電話內的 GNSS 接收器永遠不會向衛星傳送任何資訊。 我們今天使用的接收器是完全被動的——它們只接收資訊。 當歐洲的伽利略系統執行時,它的接收器會略有不同,因為會有緊急功能,啟用後會傳送訊息,但這不適用於正常操作。

當你聽到人們談論GPS跟蹤的東西時,比如裝甲車,這就是發生的事情。 車輛上的GNSS接收器正在接收來自衛星的訊號並確定其位置。 一旦它知道它的位置,它就會使用其他系統(如GSM資料連線)將這些資訊傳送回監控站。

以上就是GNSS天線一般需要如何為你工作的內容,希望你看完後能有所幫助!

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