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GPS航空天线

GPS航空天线(太空中 GPS 能定位吗)

admin admin 发表于2022-09-02 16:38:36 浏览111 评论0

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太空中 GPS 能定位吗


GPS是能在太空中用的,而且精度很高。
首先,GPS是什么?
GPS(Global Positioning System)全球定位系统始于20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统 。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、 全天候和全球性的导航服务,并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的,是美国独霸全球战略的重要组成。理论上,24颗GPS卫星在离地面2万公里的高空上,以约12小时的周期环绕地球运行,使得在任意时刻,在地面上的任意一点(98%)都可以同时观测到4颗以上的卫星。这样根据三维空间定位原理,就足够实现定位(4颗卫星构建四个方程组解决四个未知数:三维坐标和接收机钟差信息)。后来经过扩展,它的卫星数稳定在32颗左右,它们分布在6个平面上,轨道倾角为55度,达到最优设计。由于卫星的寿命长短不一,美国每年都会发射一些卫星更新这个系统。
GPS信号包括两种,一种是普通民用码,所有的接收机都能用;另一种是军码,不用解释了,除了美国和它的盟友,其他人不要想了。这两个精度差多少,百倍左右,你的手机和车载导航软件里,用的就是普通民码,所以你的精度是定到某条街上。
第二,GPS定位在近地空间能干什么?
它的应用实在太广泛了,因为它是一种无源定位系统。简而言之的原理就是只要你有一个接收机,能接收到它的信号(低于它的轨道高度,20200千米左右,GPS信号都是指向地球发射的),从理论上讲可以容纳无限个接收机工作,任何一个接收机如果有至少四颗卫星信息就可以定位。所以它的应用可谓从天到地,题主关心的太空,在低轨空间是完全没有任何问题的!下图是欧空局的GOCE(做地球重力与全球洋流的)卫星用GPS定位示意图:
低轨(轨道高度《1000千米)是应用最广泛的太空领域,人类的地球观测卫星(各种资源卫星、科学研究卫星比如重力、磁场、洋流、几乎所有的间谍卫星)都处在这个高度范围内,用这个是妥妥的。大致的低轨卫星定位原理是什么呢?
这是我做报告的PPT截图,大概意思是为了确定低轨卫星的轨道:你要有一个高大上的星载GPS接收机(没有几个国家搞得到),很多星上辅助仪器数据(星敏感器、加速度计等等),加上对地球进行各种复杂动力学建模(重力场、海洋潮汐、太阳光压、地球固体潮、地球大气潮、三体引力等等),加上工程实践的各种算法中补偿措施,再加上工程实践的经验模型,最后可以算出低轨卫星的轨道,然后打个激光检验一下就知道自己算的精度啦。这应该就是题主说的太空应用,也是GPS在太空的绝大多数应用。
第三,这个应用的精度有多高?
目前的科研进展是,给单个卫星定轨道的精度是实时30厘米/事后定位2厘米左右,这是个什么概念呢?低轨卫星的飞行速度在7000m/s以上,地面上的声速的20倍以上,世界最快飞行子弹(狙击步枪)速度的7倍以上,2厘米的精度是不是很震撼?而且是连续定位,每时每刻都能有很精确的轨道,要知道这些低轨卫星离GPS可是2万公里以上的!
远不止如此,对于编队飞行的卫星,可以形成独特的双差基线,GPS辅助编队卫星的定位精度会大大提高,达到0.5毫米级别(用星上单向的高频精度为微米级的雷达检验),这个世界记录目前就是我们组保持的。这是个什么概念,如果让两只蚊子共同跳一个华尔兹,一只蚊子在荷兰首都阿姆斯特丹,另一只蚊子在法国首都巴黎,这个精度足够帮它们校正同步动作了。下面是欧洲和美国最近几个任务做出的结果(来自我的科研课题)。
这些精度能满足什么呢?所有类型低轨卫星的精密轨道确定,轨道转移机动,空间交会对接,人类所有的载人航天任务都可以用到,而且GPS带来的精度提高是质变!但很不幸,这些所有的应用必须基于军码,民码根本不可能!
第四,这个的意义是什么?
轨道精确的意义自然不用说,所有的对地观测仪器都需要精确知道它们的位置才能反推并应用它们的数据,否则同样一组数据,你弄不清楚测的到底是北京的还是天津的,还有什么意义?GPS的出现,极大提高了人类的低轨卫星定轨精度,直接往厘米级别冲。
科学应用,举一个最简单的例子,GPS定位的重力卫星因为本身轨道精度大大提高,反向把地球重力场模型精度提高了100倍以上。
军事战略应用,呵呵,美国这么多间谍卫星,动辄拿出吓死人的地面分辨率,能看清车牌能看清一根香烟。试问一句,离了上面精确的轨道可能做到么?
军事战术应用,要知道那是给低轨卫星用,就已经达到了厘米级精度,如果给导弹、战车、单兵、飞机全部都装上会有什么特效?事实上,目前美国基本所有的武器,凡是有导航要求(需要知道自己位置)的,全部都装了GPS。那些夸张精度、战斗力惊人的导弹和炸弹,都有GPS在给出它们位置帮助制导校正,保驾护航。看这个MK-82激光/GPS制导炸弹,GPS天线妥妥的在上面。
这是一个很大很大的棋!
第五,既然GPS是无源定位,理论容量无限,我们为啥还搞北斗?
1. 美帝不会给你接收机的,因为GPS是美国军方搞得也是军方控制的,所有的核心芯片只有美国人能做出来且极其严格保密。所以民用的,拿出来赚钱;军用的,包括低轨卫星上用的,再见,呵呵!即便是欧洲,上面提到的卫星上用的GPS接收机,基本都来自美国航空航天局的喷气推进实验室,绝对垄断。

怎样制作简单的gps信号放大器

GPS信号放大器-GPS信号放大器,主要适用于航空制造,航空维修,实验室,大厦停车场,GPS卖场,室内演示厅等。

具体方法见下图:

GPS陶瓷天线在安装时有哪些要求


  GPS接收天线的作用,是将卫星来的无线电信号的电磁波能量变换成接收机电子器件可摄取应用的电流。天线的大小和形状十分重要,因为这些特征决定了天线能获取微弱的GPS信号的能力。根据需要,天线可设计成可以工作在单一的L1频率上,也可以工作在L1和L2两个频率上。由于GPS信号是圆极化波,所以所有的接收天线都是圆极化工作方式。尽管有多种多样的条件限制,仍然有许多不同的天线类型存在,如单极的,双极的,螺旋的,四臂螺旋的,以及微带天线。   市面上看到的GPS接收器的内置天线一般有两种——平板式天线和四臂螺旋式天线。   平板式天线由于其耐用性和相对地容易制作,所以成了应用最为普遍的一类天线。其形状可以是圆的也可以方的或长方的,如同一块敷铜的印刷电路板。它由一个或多个金属片构成,所以GPS天线最常用的形状是块状结,像个烧饼。由于天线可以做得很小,因此适合于航空应用和个人手持应用。   天线的另一个主要特性,是其的增益图形,即方向性。利用天线的方向性可以提高其抗干和抗多径效应能力。在精确定位中,天线的相位中心的稳定性是个很重要的指标。但是,普通的导航应用中,人们希望用全向天线,至少能接收天线地平以上五度视野内所有天空中的可见卫星信号,但是平板式天线在卫星于天线正上方时,讯号增益才是最大,这就有两个问题:   1、平板的接收范围在平板上方,平板要面向天空,这对于手持以及车载都会带来麻烦,我们可以看到可调角度的CF接收器越来越多(可折叠的SDGPS 丽台9551),就是因为平板式天线这种特性使得厂家为了接收器有更好的收讯效果才想出来的招。   2、虽然我们正头顶上的卫星信号比较好,比较容易锁定,但其实正头顶上的卫星是最没用的,如果没有低角度的卫星,误差会相对较高,精度将会很差。所以基于这些缺点,GPS接收器上也开始使用四臂螺旋式天线。    四臂螺旋式天线由四条特定弯曲的金属线条所组成。不需要任何接地。它具备有Zapper天线的特性,也具备有垂直天线的特性。此种巧妙的结构,使天线任何方向都有3dB的增益,增加了卫星讯号接收的时间。四臂螺旋式天线拥有全面向360度的接收能力,因此在与PDA结合时,无论PDA的摆放位置如何,四臂螺旋式天线皆能接收,有别于使用平板GPS天线需要平放才能较好的接收的限制。使用此种天线,当卫星出现于地平面上10度时,即可收到卫星所传送的讯号。   如果地面接收站附近干扰源较多,则不适用四臂螺旋式天线,因为四臂螺旋式天线具备有水平方向的增益,会将噪声一起放大,反而干扰了卫星讯号的接收。但是科技在进步,现在所生产的四臂螺旋式天线能突破多项传统天线的限制。天线是以陶瓷制成,Near-Field极小,约仅有3-5mm,而有些传统天线的Near-Field甚至高达1m。Near-Field愈小,则使用者手持GPS装置时,人体愈不会造成干扰。现在的四臂螺旋式天线的特点还包括完整的巴伦电路(Balun)设计,此设计能隔离天线周边的噪声,因此能容许各种功能的天线并存于极小的空间中而不会互相干扰。对于整合功能日趋多元,且强调轻薄短小的手持式电子产品而言,此特性的重要性不可言喻。   publish/2004/1119/20041119504001.shtml
-GPS航空天线

GPS有必要用外接天线吗


老款的GPS,信号比较差需要;或信号不好的地方需要。
GPS接收天线的作用,是将卫星来的无线电信号的电磁波能量变换成接收机电子器件可摄取应用的电流。天线的大小和形状十分重要,因为这些特征决定了天线能获取微弱的GPS信号的能力。根据需要,天线可设计成可以工作在单一的L1频率上,也可以工作在L1和L2两个频率上。由于GPS信号是园极化波,所以所有的接收天线都是园极化工作方式。尽管有多种多样的条件限制,仍然有许多不同的天线类型存在,如单极的,双极的,螺旋的,四臂螺旋的,以及微带天线。
微带天线由于其耐用性和相对地容易制作,所以成了应用最为普遍的一类天线。其形状可以是圆的也可以方的或长方的,如同一块敷铜的印刷电路板。它由一个或多个金属片构成,所以GPS天线最常用的形状是块状结,像个烧饼。由于天线可以做得很小,因此适合于航空应用和个人手持应用。
天线的另一个主要特性,是其的增益图形,即方向性。利用天线的方向性可以提高其抗干和抗多径效应能力。在精确定位中,天线的相位中心的稳定性是个很重要的指标。但是,普通的导航应用中,人们希望用全向天线,至少能接收天线地平以上五度视野内所有天空中的可见卫星信号。微带天
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关于GPS的资料


全球定位系统 - GPS - 维基百科(Wikipedia)
(January 11)
应用
军事 洲际弹道导弹
物流管理
地理信息系统
移动电话
数码相机
航空
卫星地图
航空

GPS有源天线与无源的区别和原理/

区别在于:原理不同、使用范围不同、结构特点不同。

1、原理不同:有源天线能够进一步减少馈线连接的功率损耗,可使系统具有更高的信噪比、更好的阻抗匹配以及更宽的频带;无源宽带天线在超短波宽带接收测量系统中,大量采用宽带天线进行无线电接收 ,并且十分关注系统的接收灵敏度指标。-GPS航空天线

2、使用范围不同:有源天线是将基站的射频部分集成到天线内部,采用多通道的射频和天线阵子配合,实现空间波束赋形,完成射频信号的收发;无源宽带天线高温超导体的减小的表面电阻Rs具有能够把射频 (RF)和微波装置的内部损耗降低许多分贝的潜力。-GPS航空天线

3、结构特点不同:有源天线内部集成了接收天线模块、低噪声放大模块、电源供给模块;无源宽带天线以对数周期天线、平面螺旋天线、盘锥天线、螺锥天线为主。

参考资料来源:百度百科-有源天线

参考资料来源:百度百科-无源天线

gps授时天线


你好,北京东方联星科技有限公司(简称“东方联星”)是注册于北京市留学人员创业园海淀园的高新技术企业,致力于自主知识产权的多模GNSS芯片、GNSS模拟器、系列化GPS研发工具的设计、开发和销售,同时为卫星导航用户提供最佳的卫星导航全面解决方案。

东方联星公司生产的专业型GNSS接收机和芯片,有效地解决了卫星信号快速捕获、接收机快速启动问题,各类移动载体上的快速精确定位,具有抗干扰/防欺骗能力,产品已批量供应各类专业导航定位市场。

东方联星公司生产的GPS卫星信号模拟器,同时模拟GPS星座和载体的运动,实现了载体运动轨迹的参数化和模型化,为各种GPS接收机性能测试提供了先进可靠的工具。NS600 12通道GPS模拟器,NS601可配置场景GPS模拟器,NS700多通道可编成GPS模拟器三款模拟器产品已批量供应市场。

东方联星公司生产的系列化GPS开发工具,充分开放了卫星导航射频、中频、数字基带、算法和软件等卫星导航核心技术,为高性能GNSS接收机研究和研发、卫星导航完好性研究、GPS信号研究、GPS干扰/抗干扰研究,提供了国际领先的平台环境。

公司承担的国家十一五“863”高性能GNSS接收机科技攻关项目和国家技术创新基金“GPS/GNSS接收机研发平台”设备研制等项目,其成果已实现了产品化并批量生产,性能与指标超出立项要求,在卫星导航领域发挥着重要作用。

东方联星公司通过了中国双软企业认定、集成电路设计企业认定、北京市高新技术企业认定,是中关村信用等级认证会员企业。

东方联星公司技术团队,具有10年以上GPS核心技术开发经验,掌握卫星导航国际前沿技术,精通GNSS射频、基带、接收机算法、接收机芯片、GNSS抗干扰、广域/局域GPS增强系统、GPS卫星信号模拟生成、GNSS接收机软件/硬件一体化设计技术。

公司作为GNSS实验基地,与北京大学、中国科学院等机构联合培养卫星导航方面高级人才。并筹建以企业为主体的企业、政府、大学和科研机构共同参与的新型产学研实体,即“卫星导航工程研究中心”。

公司的发展目标是:凝聚一流人才,打造一流团队,开发一流产品,占领国际市场。

公司的发展方针是:围绕国内外GNSS市场需求,依靠团队的技术实力和敬业精神,研发适销对路的GNSS上游产品,扩大国际国内市场份额,成为GNSS领域具有国际影响力的优秀企业。

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东方联星自主开发的GNSS产品列表:

AG20H专业型GNSS接收机
AG-I专业型GNSS接收机
NS600 12通道GPS模拟器
NS601 可配置场景多通道GPS模拟器
NS700 多通道可编程GPS模拟器
NewStar210A 可变速率回放式GPS中频信号采样器(开放源码)
NewStar210B 外同步GPS中频信号采样器(开放源码)
NewStar100 GPS接收机开发平台(开放源码)
NewStar150C 桌面式可编程GPS原理实验平台(开放源码)
NewStar200I GPS抗干扰研究专用基带单元
NewStar220B GPS接收机
NewStar220T 网络型GPS时间同步系统
NewStar220E GPS接收机
NS230 无线GPS跟踪器
NS-TTS GPS信号转发器
NS-TTS-GG GPS/GLONASS信号转发器
NS-Combo 一体化GPS接收机
NS-T01 普通GPS天线
NS-T09 授时和测量型GPS天线
NS-T10 航空型GPS天线
NS-T11 室外GPS天线
NS-T12 GPS信号分路器
东方联星自主知识产权的GNSS实验室建设和系统解决方案列表:

OLS-1型 卫星导航教学实验室
OLS-2型 GNSS接收机开发实验室
OLS-3型 卫星导航完好性研究实验室
OLS3-1 典型的GPS完好性研究系统
GPS完好性综合监视系统
GPS终端生产测试系统
GPS高级培训班
东方联星公司承担的GNSS科技项目列表:

国家“863”高性能GNSS接收机技术攻关项目
国家技术创新基金“NewStar100 GPs/GNSS接收机研发平台”项目
中关村科技园国际合作“航空导航GNSS接收机研制”项目
北京市科委“NewStar180 GPS信号模拟器” 项目
“卫星导航完好性综合监视系统”建设项目 16514希望对你有帮助!
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几个于GPS相关的问题


看来这分,我拿定了,
1:GPS的速度限制是515M/S。这个是美国为了强制使GPS不参与军事用途而设置的,和巴黎关系不大,,但是目前中国已经从技术层面突破了这个限制。
高度限制是18288有的也说成18287M,这个是规定的,但是可以和取消
2:CEP是GPS的定位精度单位,也是个概率单位,就拿你的5M说吧,意思是以5M为半径画圆,有50%的点能打在圆内,也就是说,GPS定位在5M精度的概率是50%,相应的,还有RMS(66。7%)2DRMS(90%)当然很多商家愿意给出CEP,因为单位大了,前面的数就小了,好看,
3:这个问题太范了,我猜你是想问GPS的卫星有多少个在使用,如果是的话,告诉你,谁也不知道!!!!为什么,因为美国的GPS系统,只要有 24个星在用,就可以完成,每个星的寿命从5年-15年不等,寿命到的星,美国政府会打上去新的补充,但是被替代的那个呢,不等于坏了,他还是会继续工作,但是不在原来位置上了,直到坏掉,变成宇宙垃圾,这些被替代了的,还没坏的,是不统计的,按我的观察记录来看,现在至少有31个在天上,
4:所谓信燥比,就是S/N0。学信息的朋友应该对这个概念不陌生,就是有用信息和其他各种噪声的比值,楼主这个问题问的不对,信燥比高不是扳子的问题,是当前卫星状况的体现,比如一个星,在地平面附近,或者被半遮挡了,你自然对这个星的追踪会出现问题,信燥比就会增高,一般的认为,在30-40左右是理想,50以下可以接受,其他的会引进误差,那些不参与解算的
5:$GPGGA中信息是ddmm.mmmm格式,中文只度分格式的,60进制,
楼主没什么问题了吧,,写了这么多,,,分拿来啊
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关于GPS的一些问题


GPS是全球定位系统,好象叫globe postion system吧,主要就是通过卫星定位,把你所在的位置通过数字反应到你的GPS终端上,通常的表示方法是返回经纬度.不过如果你要制作东西用到GPS,就比较麻烦了,氢我所知,外面GPS产品都是成本,没有统一的IC芯片,IC都是自己开发的,所以很少可以把IC参数公布出来,所以你即使要用到GPS,也很难从卫星上读取数据处理
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