用户设备部分介绍

GPS的用户设备部分，用户系统包括GPS接收机和数据处理软件等。GPS接收机一般由天线单元和信号接收单元两部分组成，如图9-7所示。

9.2.3.1 GPS信号接收机

图9-7 GPS接收器的基本结构

GPS信号接收机是用户设备部分的核心。其主要任务是捕获卫星信号，跟踪并锁定卫星信号；对接收的卫星信号进行处理，测量出GPS信号从卫星到接收机天线间的传播时间；译出GPS卫星发射的导航电文，配以功能完善的软件，实时计算接收机天线的三维坐标、速度和时间。

GPS接收机由天线、主机和电源三部分组成。GPS接收机天线由天线单元和前置放大器两部分组成。天线的作用是将GPS卫星信号的微弱电磁波能量转化为相应电流，前置放大器将接收的GPS信号放大。为减少信号损失，一般将天线和前置放大器封装成一体；主机由变频器、信号通道、微处理器、存储器和显示器组成。主机的主要作用是对天线接收到的信号进行数据处理、记录、存储、状态及结果显示等；电源主要有内电源（一般为锂电池）和外接电源两种，为接收机提供工作时必要的能源。

9.2.3.2 GPS的种类（按用途分）(www.xing528.com)

（1）导航型：一般采用伪距单点定位，定位精度较低、体积小、价格低廉，广泛用于船舶、车辆、飞机等运动载体的实时定位及导航。按应用领域又分：手持型、车载型、航海型、航空型以及星载型。

（2）测地型：主要采用载波相位观测值进行相对定位，定位精度较高，一般相对精度可达±（5mm+10-6×D）。这类仪器构造复杂，价格昂贵，主要用于精密大地测量、工程测量、地壳形变测量等领域。分为单频机和双频机两种：单频机只接收L₁载波相位，它不能消除电离层的影响，只适用于15km以内的短基线；双频机可接收L₁、L₂载波相位，因而可以消除电离层的影响，精度较高，可适用于长基线。

（3）授时型：利用GPS卫星提供的高精度时间标准进行授时，常用于天文台授时、电力系统和无线电通讯系统中的时间同步等。

（4）姿态测量型：可提供载体的航偏角、俯仰角和滚动角，主要用于船舶、飞机及卫星的姿态测量。

我国常用的接收机：Trimble 4700SE/SSE型（美国、天宝）；Wild530/550型（瑞士徕卡）；Astech-XII、Z-12型（美国阿什泰克）；NGS-200型（广州南方测绘仪器公司）；GJS型（北京博飞公司）等。