5.4  本章小结 29

总结 30

致谢 31

参考文献 32

1  引言

1．1  课题研究的背景及意义

1.1.1  卫星导航系统概述

导航卫星全球定位系统 GPS（Global Positioning System）是 70代中期美国国防部开始发展的第二代卫星导航系统。它是新一代精密卫星定位系统，是现代科学技术迅速发展的结晶。

全球定位系统具有海、陆、空全方位实时三维定位与导航能力的新一代卫星导航系统。多年的使用实践证明，GPS 具有全天候、高精度、自动化、高效益、性能好、应用广泛等显著优点，已经成为世界上最实用也是最广泛的全球卫星定位系统[16]。论文网

GPS导航系统是以全球24颗定位人造卫星为基础，向全球各地全天候地提供三维置、三维速度等信息的一种无线电导航定位系统。它由三部分构成，一是地面控制部分，由主控站、地面天线、监测站及通讯辅助系统组成。二是空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个轨道平面。三是用户装置部分，由GPS接收机和卫星天线组成。现在民用的定位精度可达10米内。

GPS定位原理是以GPS卫星和用户接收机天线之间的距离观测量为基准，根据已知的卫星瞬时坐标，来确定用户接受天线的位置。GPS定位方法的实质是以星地空间距离为半径的三球交汇，因此，在1个观测站上，只需3个独立距离观测量。

由于GPS技术全天候、高精度和自动测量的特点，目前GPS系统在我国水利水电、海洋渔业、交通运输、气象测报、国土测绘、减灾救灾和公共安全等诸多领域得到了广泛的涉及与应用。GPS作为先进的测量手段和新的生产力，已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。

1.1.2  GPS接收机基本概述

GPS接收机主要是由GPS接收机天线单元，GPS接收机主机单元和电源单元三部分组成。 GPS接收机作为用户测量系统，按其构成部分的性质和功能，可分为硬件部分和软件部分。

硬件部分接收机主机由变频器、信号通道、微处理器、存储器及显示器组成。

软件部分是构成现代GPS测量系统的重要组成部分之一。一个功能齐全、品质良好的软件，不仅能方便用户使用，满足用户的各方面要求，而且对于改善定位精度，提高作业效率和开拓新的应用领域都具有重要意义。所以，软件的质量与功能已成为反映现代GPS测量水平高低的一个重要标志。 一般来说，软件包括内软件和外软件。内软件是指装在存储器内的自测试软件、卫星预报软件、导航电文解码软件、GPS单点定位软件或固化在中央处理器中的自动操作程序等。这类软件已和接收机融为一体。而外软件主要是指GPS观测数据后处理软件包。

1.1.3 课题研究的意义文献综述

长期以来，我国高端GPS接收机尚不能自主研发，以国外引进为主，不仅耗资巨大，而且在性能技术上受到国外的技术限制，在通讯军事等精度要求较高的领域无法满足应用。实际上GPS接收机完全可以工作在大高度(18000m)、大速度(515m/s)的高动态情况下，这就需要我们开发具有自主知识产权的GPS接收机。研究GPS全球定位系统，进以研究区域定位系统，自主研制开发高动态接收机，使GPS接收机适用于高动态、实时性要求较高的环境中，可以突破国外的技术限制。本课题正是基于以上考虑，展开了关于GPS接收机的设计、研究。

1．2  国内外研究及发展现状