定義GPS定位系統是指利用衛星,在全球范圍內實時進行定位、導航的系統,簡稱GPS(Global Positioning System)。GPS定位系統功能必須具備GPS終端、傳輸網絡和監控平臺三個要素;這三個要素缺一不可;通過這三個要素,可以提供車輛防盜、反劫、行駛路線監控及呼叫指揮等功能。構成空間部分GPS定位系統的空間部分是由24顆GPS工作衛星所組成,這些GPS工作衛星共同組成了GPS衛星星座,其中21顆為可用于導航的衛星,3顆為活動的備用衛星。這24顆分布在6個傾角為55°的軌道上繞地球運行。衛星的運行周期約為12恒星時。每顆GPS工作衛星都發出用于導航定位的信號。GPS用戶正是利用這些信號來進行工作的。可見,GPS定位系統衛星部分的作用就是不斷地發射導航電文。
當前導航定位技術在各類電子設備、通訊儀器、工業應用、車載導航已獲得廣泛應用。隨著應用場景不斷擴展,對高精度定位的需求也顯得尤為迫切。今天我們就來聊一聊天線在高精度定位應用中的作用。大家都知道影響導航定位精度的因素有很多,比如大氣層對信號的延遲、多徑效應、衛星鐘差、衛星軌道差等等。以GPS為例,無論是車載導航設備還是手持機設備、亦或是工業、物流等行業應用,GPS的定位精度決定了其應用的廣度。當然,在實際的應用中,GPS的定位精度常常出現偏差甚至是錯誤。究其原因,除了我們上述說的外部影響因素外,其定位精度及產品性能的好壞很大程度上也受到天線技術的影響。
導航定位天線一般有四個相對重要的參數:增益(Gain)、駐波(VSWR)、噪聲系數(Noisefigure)、軸比(Axialratio)。其中軸比又是衡量整機對不同方向信號增益差異性的最重要指標。由于天空中衛星的分布是很隨機的,所以保證天線在各個方向均有相近的敏感度尤為重要!一般GPS天線可分為內置和外置兩種,內置天線也稱無源天線,其優勢是成本低、體積小,可集成在PCB板上,但要考慮電磁干擾等問題。在高精度領域,目前RTK技術是實現實時高精度定位最為有效的一種方式,所以一般原廠都會傾向于選擇匹配外置RTK天線即有源天線,比如前段時間國內廠商推出的高精度多頻有源天線就是搭載了雙頻高效率天線和低軸比右旋極化天線,內置高增益低噪聲放大器,并具備抗靜電及IPX7的防水標準,可廣泛應用于GNSS應用、車輛追蹤管理、高精度定位系統等。
未來,隨著物聯網、車聯網、人工智能迎來發展黃金期,相信高精度定位應用的場景將不斷擴大,高精度定位天線及方案也將逐步完善和豐富,滿足不同定制化需求。
GPS除了用于導航、定位、測量外,由于GPS系統的空間衛星上載有的精確時鐘可以發布時間和頻率信息,因此,以空間衛星上的精確時鐘為基礎,在地面監測站的監控下,傳送精確時間和頻率是GPS的另一重要應用,應用該功能可進行精確時間或頻率的控制,可為許多工程實驗服務。此外,據國外資料顯示,還可利用GPS獲得氣象數據,為某些實驗和工程應用。時間服務以GPS的時間為基準,為領域內的設備提供時間服務,是時間服務器基準時間重要來源。全球衛星定位系統GPS是開發的最具有開創意義的高新技術之一,其全球性、全能性、全天侯性的導航定位、定時、測速優勢必然會在諸多領域中得到越來越廣泛的應用。在發達國家,GPS技術已經開始應用于交通運輸和交通工程。GPS技術在中國道路工程和交通管理中的應用還剛剛起步,隨著我國經濟的發展,高等級公路的快速修建和GPS的應用研究的逐步深入,其在道路工程中的應用也會更加廣泛和深入,并發揮更大的作用
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