什麽是多頻段 GPS

文章出處：新聞資訊責任編輯：开云体育网页登录發表時間：2024-11-12 14:56:19

什麽是多頻段 GPS？

多頻段 GPS 係統為(wei) 自主係統和多頻設備提供更加可靠和一致的定位和定位。這些新技術旨在減少定位錯誤，並為(wei) 最小的設備提供出色的精度。此外，由於(yu) 多頻段 GPS 係統提供了更快的“修複”時間，它們(men) 使設備的啟動和運行速度顯著加快。了解並利用多頻段 GPS 的優(you) 勢可以確保為(wei) 您的多頻率應用提供最準確的定位。

GPS 和 GNSS 基礎知識

我們(men) 大多數人都熟悉全球定位係統，也稱為(wei) GPS。這些係統包含在大多數智能手機中，為(wei) 美國和世界各地的駕駛員提供導航幫助。大多數 GPS 係統使用與(yu) 環繞地球的衛星的單一連接，並為(wei) GPS 應用提供定位信息。

GPS 由美國於(yu) 1978 年開發。該係統在 L1 L2 頻段運行，該頻段是無線電信號頻譜中傳(chuan) 輸和接收 1 至 2 GHz 的部分。 GPS被認為(wei) 是世界上最準確、最可靠的導航係統。由於(yu) 它在 L1 L2 頻段運行，因此不會(hui) 受到延遲的影響，並將天氣對其產(chan) 生的信號的影響降至最低。 GPS 衛星使用極其精確的銣鍾，並且與(yu) 地球表麵的銫鍾同步。

近年來，其他國家和公司也部署了自己的衛星和係統。這些係統中的每一個(ge) ，包括美國 GPS 係統，都被稱為(wei) 星座：

• GLONASS是俄羅斯的全球定位係統。目前 GLONASS 有五個(ge) 版本，其中一個(ge) 仍在開發中。 GLONASS 用於(yu) 智能手機和其他設備。它不如 GPS 準確。

• 北鬥由兩(liang) 個(ge) 獨立的星座組成：北鬥一號和北鬥二號，預計不久的將來還將推出北鬥三號。中國於(yu) 2015年開始建設第三代北鬥。與(yu) 前兩(liang) 代相比，它將提供全球功能。

• QZSS是日本進入全球定位行業(ye) 的先行者。它與(yu) GPS 兼容，並使用傳(chuan) 統的銣鍾計時和仍在開發中的實驗性晶體(ti) 時鍾同步係統。

• Galileo由歐盟開發，兼容 GPS 和 GLONASS。

每個(ge) 星座的開發都是為(wei) 了提供冗餘(yu) 並確保最終用戶的持續可用性。

GPS 係統的組件

GPS 係統由三個(ge) 基本組件組成：

• 這些衛星旨在提供有關(guan) 其自身在天空中的定位的持續位置信息流。

• 地麵站接收來自衛星的數據，並使用雷達確定與(yu) 特定地麵站交互的每顆衛星的精確單點定位（PPP）。

• 移動用戶鏈路（MUL）是接收器，它從(cong) 衛星和地麵站獲取信息並計算最終用戶的準確位置。 MUL 可以是智能手機、車輛或自主機器人係統中的 GPS 係統。

什麽是多 GNSS 係統？

雖然傳(chuan) 統 GPS 係統可以訪問多個(ge) 星座，但傳(chuan) 統 GPS 設計為(wei) 僅(jin) 使用一組頻率來提供定位服務。這意味著傳(chuan) 統的 GPS 係統通常隻能訪問每個(ge) 星座的單個(ge) 頻率或頻段。然而，多 GNSS 係統可以訪問單個(ge) 星座或不同星座的多個(ge) 頻率範圍。這些係統也稱為(wei) 多頻段 GPS 係統，可以為(wei) 標準導航和自主導航提供更大的穩定性和更高的精度。在這種情況下，多頻解決(jue) 方案很有用。

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了解多頻段 GPS 的優勢

如果您將單頻 GPS 視為(wei) 通信和地理定位網絡的單個(ge) 連接線，那麽(me) 雙頻和多頻連接就是添加的線路，可以替換斷開的連接或用另一個(ge) 可根據需要提供連接的線路。這些多頻解決(jue) 方案非常適合需要連續連接來不間斷地確定精確位置以及需要快速“定位”時間來獲取 GPS 活動的關(guan) 鍵應用。其中一個(ge) 領域是自主地麵維護設備，例如大型商用割草機，它們(men) 需要遵循地麵上的精確路徑，並能夠快速保持或重新獲得 GPS 定位。大多數時候，它們(men) 可以直接看到 GPS 衛星，因為(wei) 它們(men) 在較大的田野和開闊的景觀中工作，但偶爾也會(hui) 在樹下、橋梁下、或其他可能阻礙該信號的結構。擁有多頻 GPS 連接有助於(yu) 割草機保持鎖定位置。如果它穿過阻擋所有 GPS 的結構，這些多個(ge) 頻段允許它在離開覆蓋物後幾秒鍾內(nei) 進行連接。 RTK 技術也可以顯著提高 GPS 精度。

關於 RTK 和定位時間

全球定位係統通常使用實時運動學或 RTK 過程來提高從(cong) 地麵站和衛星獲取的信息的質量。該技術使 GPS 定位精度達到厘米級。它的工作原理是利用地麵固定預測傳(chuan) 感器向 INS 係統發送修正值，有點像將手放在穩定的物體(ti) 上，旋轉幾圈後即可確定方位。如上所述，RTK 的一個(ge) 問題是單頻段 RTK 係統所需的“修複”時間。這意味著設備有時需要等待 1 分鍾、2 分鍾甚至 5 分鍾以上才能從(cong) GPS 星座捕獲足夠的信號，以便獲得足夠的可用數據來啟動車輛。對於(yu) 許多人和應用程序來說這太長了。單頻段接收器隻能檢測 L1 頻率上的信息，這極大地限製了這些設備確定精確位置的速度，並可能影響信息的準確性。相比之下，多 GNSS 係統可以處理多個(ge) 不同的頻段，這可以在很大程度上減少 RTK 初始化並修複解決(jue) 方案。我們(men) 的設備往往會(hui) 在打開設備後幾秒鍾內(nei) 修複。這對許多應用程序來說是一個(ge) 遊戲規則改變者。需要無人機快速發射以應對威脅嗎？您需要雙頻 GPS INS。是否有設備因環境原因而不斷丟(diu) 失 GPS？您需要一個(ge) 雙頻 GPS INS。總而言之，使用多頻段 GPS 係統，PPP 更快、更容易，這些係統可以依賴多個(ge) 頻率，並且可以訪問 L1 和 L2 頻段。

多 GNSS 係統的成本

直到最近，多 GNSS 和多頻段係統的價(jia) 格對於(yu) 大多數使用地理定位的設備的小型開發商來說仍然遙不可及。雙頻和多頻技術的成本通常為(wei) 5,000 美元或更多，專(zhuan) 門用於(yu) 航空航天和其他行業(ye) 的高端應用。然而，如今雙頻係統的成本更加實惠，這使得 PPP 成為(wei) 小型設備以及消費者、商業(ye) 甚至學生市場開發人員的實用選擇。

多頻段 GPS 的應用

用於(yu) 確定精確地理位置的設備通常用於(yu) 機器人和自主係統環境中。對於(yu) 固定時間和準確性至關(guan) 重要的交通和測繪來說，它們(men) 可能是必需的。使用多頻段 GNSS 的定位係統可為(wei) 各種應用提供卓越的可靠性，並減少僅(jin) 在 L1 或 L2 頻段運行的係統可能產(chan) 生的錯誤。