我國目前在生產(chǎn)中實(shí)際應(yīng)用的GFS接收機(jī)品牌眾多，各種類型的GFS接攸機(jī)又有單頻和雙頻之分，每種GKS接收機(jī)的原始測量數(shù)據(jù)記錄格式及數(shù)據(jù)處理方法各不相同，但大多數(shù)接收機(jī)都可提供觀測值的 RINEX格式輸出文本，RINEX是一種與接收機(jī)無關(guān)的GS數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)交換格式，這樣可使第三方接收機(jī)測量數(shù)據(jù)聯(lián)合進(jìn)行處理，為不同廠家、不同類型GFS接收機(jī)聯(lián)合作業(yè)提供可能。GPS接收機(jī)主要是由GPS接收機(jī)天線單元，GPS接收機(jī)主機(jī)單元和電源單元三部分。GPS接收機(jī)作為用戶測量系統(tǒng)，那么按gps接收機(jī)工作原理的性質(zhì)和功能，可分為硬件部分和軟件部分。

一、硬件部分

接收機(jī)主機(jī)由變頻器、信號(hào)通道、微處理器、存儲(chǔ)器及顯示器組成，基本結(jié)構(gòu)如下圖

GPS接收機(jī)工作原理圖一

1、變頻器及中頻放大器

經(jīng)過GPS前置放大器的信號(hào)仍然很微弱，為了使接收機(jī)通道得到穩(wěn)定的高增益，并且使L頻段的射頻信號(hào)變成低頻信號(hào)，必須采用變頻器。

2、信號(hào)通道

信號(hào)通道是GPS接收機(jī)的核心部分，GPS信號(hào)通道是硬軟件結(jié)合的電路，不同類型的接收機(jī)其通道是不同的。 GPS信號(hào)通道的作用有三，(1)搜索衛(wèi)星，牽引并跟蹤衛(wèi)星;(2)對(duì)廣播電文數(shù)據(jù)信號(hào)實(shí)行解擴(kuò)，解調(diào)出廣播電文;(3)進(jìn)行偽距測量、載波相位測量及多普勒頻移測量。相關(guān)信號(hào)通道的電路原理圖如下：

從衛(wèi)星接收到的信號(hào)是擴(kuò)頻的調(diào)制信號(hào)，所以要經(jīng)過解擴(kuò)、解調(diào)才能得到導(dǎo)航電文，因此在相關(guān)通道電路中設(shè)有偽碼相位跟蹤環(huán)和載波相位跟蹤環(huán)。

3、存儲(chǔ)器

接收機(jī)內(nèi)設(shè)有存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)卡以存儲(chǔ)衛(wèi)星星歷、衛(wèi)星歷書、接收機(jī)采集到的碼相位偽距觀測值、載波相位觀測值及多普勒頻移，目前GPS接收機(jī)都裝有半導(dǎo)體存儲(chǔ)器(簡稱內(nèi)存)，接收機(jī)內(nèi)存數(shù)據(jù)可以通過數(shù)據(jù)口傳到微機(jī)上，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)保存。

4、微處理

微處理是GPS接收機(jī)工作的靈魂，GPS接收機(jī)工作都是在微機(jī)指令統(tǒng)一協(xié)同下進(jìn)行的，其主要工作步驟為：

①、接收機(jī)開機(jī)后，立即指令各個(gè)通道進(jìn)行自檢，適時(shí)地在視屏顯示窗內(nèi)展示各自的自檢結(jié)果，并測定、校正和存儲(chǔ)各個(gè)通道的時(shí)延值。

②、接收機(jī)對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行捕捉跟蹤后，根據(jù)跟蹤環(huán)路所輸出的數(shù)據(jù)碼，解譯出GPS衛(wèi)星星歷。當(dāng)同時(shí)鎖定4顆衛(wèi)星時(shí)，將C/A碼偽距觀測值連同星歷一起計(jì)算出測站的三維位置，并按照預(yù)置的位置數(shù)據(jù)更新率，不斷更新(計(jì)算)點(diǎn)的坐標(biāo)。

③、用已測得的點(diǎn)位坐標(biāo)和GPS衛(wèi)星歷書，計(jì)算所有在軌衛(wèi)星的升降時(shí)間、方位和高度角，并為作業(yè)人員提供在視衛(wèi)星數(shù)量及其工作狀況，以便選用“健康”的且分布適宜的定位衛(wèi)星，達(dá)到提高點(diǎn)位精度的目的。

④、接收用戶輸入的信號(hào)，如測站名、測站號(hào)、天線高和氣象參數(shù)等。