GNSS接收机的工作原理

随着科技的飞速发展，卫星导航技术已成为当今社会各行各业不可或缺的技术支撑。特别是中国自主研发的北斗卫星导航系统，它不仅在交通领域发挥着巨大作用，在建筑监测领域的应用同样引起了广泛关注。


在建筑监测领域，实时精确地追踪和分析建筑物的稳定性、倾斜度和微小变形是确保安全的关键。北斗卫星导航技术的引入，为这一挑战提供了先进的解决方案。基于北斗系统的建筑监测能够提供厘米甚至毫米级的监测精度，极大地提高了监测数据的准确性与时效性。


GNSS用户设备的基础部件是GNSS接收机，它用于接收GNSS卫星发射的无线电信号，获取必要的导航定位信息和观测信息，并经数据处理以完成各种导航、定位以及授时任务。

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　　以GPS为例，GPS用户设备主要包括：GPS接收机及其天线、微处理器及其终端设备、处理软件以及电源等。其中接收机和天线是用户设备的核心，习惯上统称为GPS接收机。

　　接收机结构上可分为天线单元和接收单元两大部分。一般将两个单元分别装配成两个独立的部件。天线单元置于信号通畅处，接收单元置于适当的地方。两者之间用电缆线连成一个整机。也有将天线单元和接收单元制成一个整体的。

　　天线单元由接收天线和前置放大器两部分组成。接收天线大多采用全向天线，可接收来自任何方向的GPS信号，并将电磁波能量转化为变化规律相同的电流。前置放大器将极微弱的GPS信号电流放大。

　　接收单元的核心部件由信号波道和微处理机构成。从目前的测地型接收机来看，主要有平方型和相关型两种信号波道，所具有的波道数目从1至24个不等。利用多个波道同时对多个卫星进行观测，可以实现快速定位。微处理机具有各种数据处理软件，能选择合适的卫星进行测量，以获得最佳的几何图形；能根据观测值及卫星星历进行平差计算，求得所需的定位信息。数据记录器用来记录接收机所采集的定位数据，以供测后数据处理之用，目前多用固态存储器代替以前的磁带记录器。

　　接收机一般采用机内和机外两种直流电源。设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时机内电池自动充电。关机后，机内电池为RAM存储器供电，以防数据丢失。

　　目前各种类型的接受机体积越来越小，重量越来越轻，便于携带使用。市面上的接收机现有单频与双频两种,但由于价格因素,一般使用者所购买的多为单频接收器。根据使用目的的不同，用户要求的GPS信号接收机也各有差异。目前世界上各种型号的GPS接收机产品多达几千种。

　　只要拥有一台能够接收、跟踪、变换和测量GPS信号的接收机，就可在任何时候用GPS信号进行导航定位测量。

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　　其定位的具体方法是，接收机按一定卫星仰角要求捕获到待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。接收机通过捕获到的卫星信号，测量出接收天线至卫星的距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据，接收机中的微处理计算机按定位解算方法进行计算，计算出用户所在位置的地理经纬度、高度、速度、时间等信息。


原文链接：https://blog.csdn.net/ctrigger/article/details/122332899