全球定位系统(GPS)是基于卫星的导航系统。它创造了导航和位置定位方面的革命。它主要用于定位，导航，监视和测量应用程序。

卫星导航的主要优点是实时定位和定时同步。这就是为什么卫星导航系统已成为大多数应用中不可或缺的部分的原因，其中移动性是关键参数。

完整的GPS运行空间段包含MEO中的24颗卫星。这些卫星分为六组，因此每组包含四颗卫星。四颗卫星的组称为一个星座。任意两个相邻星座图之间的经度间隔均为60度。

每颗卫星的轨道周期大约等于十二小时。因此，所有卫星每天都绕地球旋转两次。在任何时候，GPS接收器都会从至少四颗卫星获得信号。

GPS代码和服务

每个GPS卫星发送两个信号， L ₁和L ₂具有不同的频率。三边测量法是一种用于查找GPS接收器位置(纬度，经度，高程)的简单方法。通过使用此方法，可以从三个已知点测量未知点的位置

GPS代码

以下是两种类型的GPS代码。

• 粗采集码或C / A码
• 精确代码或P代码

信号L ₁用1.023 Mbps伪随机比特序列调制。该代码称为“粗略采集”代码或C / A代码，并且被公众使用。

信号L ₂用10.23 Mbps伪随机比特序列调制。此代码称为精确代码或P代码，用于军事定位系统。通常，此P代码以加密格式传输，称为Y代码

与C / A码相比，P码具有更好的测量精度，因为P码的比特率大于C / A码的比特率。

GPS服务

以下是GPS提供的两种服务。

• 精确定位服务(PPS)
• 标准定位服务(SPS)

PPS接收机跟踪两个信号L ₁和L ₂上的C / A码和P码。 Y码在接收机处被解密以获得P码。

SPS接收器仅跟踪信号L ₁上的C / A码。

GPS接收器

GPS系统中只有从卫星到用户的单向传输。因此，单个用户不需要发射机，而仅需要GPS接收机。它主要用于查找对象的准确位置。它通过使用从卫星接收的信号来执行此任务。

GPS接收机的框图如下图所示。

GPS接收机中存在的每个模块的函数如下所述。

• 接收天线接收卫星信号。主要是圆极化天线。

• 低噪声放大器(LNA)放大弱接收信号

• 下变频器将接收到的信号的频率转换为中频(IF)信号。

• IF放大器放大中频(IF)信号。

• ADC执行从IF放大器获得的模拟信号到数字的转换。假设采样和量化模块也存在于ADC(模数转换器)中。

• DSP (数字信号处理器)生成C / A代码。

• 微处理器执行位置计算并提供定时信号，以控制其他数字模块的操作。它将有用的信息发送到人机界面以便在屏幕上显示。