全球定位系統(tǒng)(GPS)是一種用于確定地球上任何位置的精確坐標(biāo)的技術(shù)。GPS設(shè)備通過接收并解析來自太空中多個(gè)衛(wèi)星的回傳電波中的軌道信息及時(shí)刻信息,來計(jì)算GPS接收器所在位置的經(jīng)度、緯度、水平高度及移動速度。這些設(shè)備通常包括一個(gè)GPS接收器、解析器以及一臺高效的微電腦。
GPS是由美國國防部開發(fā)的星基無線電導(dǎo)航系統(tǒng),全天候?yàn)槿虻年憽⒑?、空用戶提供三維位置、速度和時(shí)間信息,其精度比其他無線電導(dǎo)航系統(tǒng)更高。GPS系統(tǒng)由三部分組成:空間段、控制段和用戶段。
空間段由分布在特定軌道上的24顆衛(wèi)星構(gòu)成,這些衛(wèi)星的軌道高度為20200公里,傾角為55度,運(yùn)行周期為12小時(shí)。這些衛(wèi)星的分布保證了在世界各地任何時(shí)間都能至少見到6顆衛(wèi)星,它們不斷向用戶提供位置和時(shí)間信息。
控制段則包括一個(gè)主控站、五個(gè)監(jiān)測站和三個(gè)注入站。主控站位于Colorado,負(fù)責(zé)計(jì)算衛(wèi)星的精確軌道并產(chǎn)生每顆衛(wèi)星的導(dǎo)航信息。監(jiān)測站負(fù)責(zé)跟蹤視野內(nèi)的所有GPS衛(wèi)星并收集衛(wèi)星測距信息,然后將這些信息傳送到主站。注入站則負(fù)責(zé)將導(dǎo)航信息傳送到衛(wèi)星。
用戶段由接收機(jī)、處理器和天線組成。用戶通過接收衛(wèi)星廣播的信息來計(jì)算自己的位置、速度和時(shí)間。GPS的概念基于衛(wèi)星測距,用戶通過測量他們到衛(wèi)星的距離來計(jì)算自己的位置。每個(gè)GPS衛(wèi)星發(fā)送位置和時(shí)間信號,用戶接收機(jī)測量信號到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間延遲,這就相當(dāng)于測量了用戶到衛(wèi)星的距離。同時(shí)測量四個(gè)衛(wèi)星的信號就可以確定位置、速度和時(shí)間。
至于A-GPS,這是手機(jī)上常用的定位技術(shù),能迅速定位并提高精度,其冷啟動速度幾乎是瞬時(shí)的,但要實(shí)現(xiàn)這一功能需要遵循中國移動的A-GPS協(xié)議接口。
在有源天線和無源天線方面,兩者存在一些顯著的區(qū)別。有源天線能夠進(jìn)一步減少饋線連接的功率損耗,具有更高的信噪比、更好的阻抗匹配以及更寬的頻帶。而無源寬帶天線則在超短波寬帶接收系統(tǒng)中受到廣泛關(guān)注,它們采用寬帶天線進(jìn)行無線電接收,并重視系統(tǒng)的接收靈敏度指標(biāo)。有源天線和無源天線在使用范圍和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上也存在不同。
在無線通信領(lǐng)域,天線是接收和發(fā)送信號的關(guān)鍵組件。對于GPS和GPRS這兩種不同的系統(tǒng)來說,雖然它們的天線在接口和頻率相同的情況下可以通用,但實(shí)際使用中還需要考慮系統(tǒng)性能要求和天線性能等其他因素。對于GPS模塊,有的模塊是單獨(dú)出售的,有的是與天線一體成型的。后者省去了天線的設(shè)計(jì)部分,但一般采用的都是陶瓷天線,信號可能不如外置天線的模塊好。如果沒有帶天線的GPS模塊,用戶需要自行外接天線,這個(gè)天線需要接在模塊的相應(yīng)引腳上,GPS天線會接在模塊的V_ANT腳上。
GPS技術(shù)及其相關(guān)設(shè)備在現(xiàn)代生活中扮演著越來越重要的角色,而天線的選擇和使用對于確保設(shè)備的性能和功能至關(guān)重要。