GPS信號與接收機課件

1、GPS信號與接收機GPS衛(wèi)星信號結(jié)構(gòu) GPS衛(wèi)星導(dǎo)航電文 GPS衛(wèi)星位置和速度計算 GPS接收機 GPS衛(wèi)星信號構(gòu)成GPS衛(wèi)星信號測距碼數(shù)據(jù)碼(導(dǎo)航電文）載波P碼（Y碼）C/A碼L1載波L2載波偽隨機碼L波段L1載波L2載波GPS衛(wèi)星信號的組成部分載波（Carrier）L1L2測距碼（Ranging Code）C/A碼（目前只被調(diào)制在L1上）P(Y)碼（被分別調(diào)制在L1和L2上）衛(wèi)星（導(dǎo)航）電文（Message）GPS衛(wèi)星信號的生成關(guān)鍵設(shè)備 原子鐘GPS衛(wèi)星的基準(zhǔn)頻率 f0由衛(wèi)星上的原子鐘直接產(chǎn)生頻率為10.23MHz衛(wèi)星信號的所有成分均是該基準(zhǔn)頻率的倍頻或分頻基本頻率10.23MHzL1載波

2、1575.42MHzL2載波1227.60MHzC/A碼1.023MHzP碼10.23MHzP碼10.23MHz數(shù)據(jù)碼50BPS數(shù)據(jù)碼50BPS15412010204600 GPS衛(wèi)星信號包含三種信號分量：載波、測距碼和數(shù)據(jù)碼。信號分量的產(chǎn)生都是在同一個基本頻率f0=10.23MHz的控制下產(chǎn)生，采用正交2PSK調(diào)制。GPS衛(wèi)星信號的載波和調(diào)制f0 x 120f0 x 154f0GPS載波信號基本頻率控制產(chǎn)生三種信號分量Two Carrier Frequencies（載波頻率）L1 is 154 x f0 = 1575.42 MHz, which has a wavelength of 0.1

3、9 mL2 is 120 x f0 = 1227.6 MHz, which has a wavelength of 0.24 mGPS信號時域表示 SiL1(t)APPi(t)Di(t)cos(1t1i) AcCi(t)Di(t)sin(1t1i) SiL2(t)BPPi(t)Di(t)cos(2t2i)L1 載波C/A碼P碼（Y碼）數(shù)據(jù)碼L2 載波P碼（Y碼）數(shù)據(jù)碼調(diào)制調(diào)制載波作用搭載其它調(diào)制信號測距測定多普勒頻移類型目前L1 頻率： 154f0 = 1575.43MHz；波長：19.03cmL2 頻率： 120f0 = 1227.60MHz；波長：24.42cm現(xiàn)代化后增加L5 頻率：11

4、5f0 = 1176.45MHz；波長：25.48cm載波特點所選擇的頻率有利于測定多普勒頻移所選擇的頻率有利于減弱信號所受的電離層折射影響選擇兩個頻率可以較好地消除信號的電離層折射延遲（電離層折射延遲于信號的頻率有關(guān)）測距碼作用測距編碼增益，抗干擾性質(zhì)偽隨機噪聲碼（PRN Pseudo Random Noise）不同的碼（包括未對齊的同一組碼）間的相關(guān)系數(shù)為0或1/n（n為碼元數(shù)）對齊的同一組碼間的相關(guān)系數(shù)為1測距碼類型目前C/A碼（Coarse/Acquisition Code） 粗碼/捕獲碼；碼率：1.023MHz；周期：1ms；1周期含碼元數(shù)：1023；碼元寬度：293.05m；僅被調(diào)

5、制在L1上P（Y）碼（Precise Code） 精碼；碼率：10.23MHz；周期：7天；1周期含碼元數(shù)：6187104000000；碼元寬度：29.30m；被調(diào)制在L1和L2上現(xiàn)代化后在L2上調(diào)制C/A碼在L1和L2增加調(diào)制M碼GPS現(xiàn)代化實施之前2003年以后L2增加C/A碼2005年以后增加L5,M碼衛(wèi)星信號的調(diào)制模二和邏輯上：異或運算雙極性乘法運算：“1”表示二進制“0”， “-1”表示二進制“1”衛(wèi)星信號的調(diào)制二進制信號的相位調(diào)制2PSK SiL1(t)AC(Pi(t) Di(t)sin(L1t1)Ac(Ci(t) Di(t)cos(L1t1)SiL2(t)AP(Pi(t) Di(

6、t)sin(L2t2)AP、AC分別為載波L1(1575.42MHz)和載波L2(1227.6 MHz)的振幅；Pi(t) 、Ci(t)和Di(t)分別為第i顆GPS的P碼、C/A碼和D碼；L1、L2分別為載L1、L2的角頻率；1、2分別為第i顆GPS衛(wèi)星的載波L1、L2的初相。SiL1(t)、 SiL2(t) 共用天饋發(fā)射衛(wèi)星信號的調(diào)制衛(wèi)星信號的解調(diào)關(guān)鍵在于恢復(fù)相干載波（相位），可通過以下兩種解調(diào)技術(shù)來恢復(fù)載波（相位）：（1）復(fù)制碼與衛(wèi)星信號相乘：由于調(diào)制碼的碼值是用1的碼狀態(tài)來表示的，當(dāng)把接收的衛(wèi)星碼信號與用戶接收機產(chǎn)生的復(fù)制碼（結(jié)構(gòu)與衛(wèi)星測距碼信號完全相同的測距碼），在兩碼同步的條件下相

7、乘，即可去掉衛(wèi)星信號中的測距碼而恢復(fù)原來的載波。但此時恢復(fù)的載波尚含有數(shù)據(jù)碼即導(dǎo)航電文。這種解調(diào)技術(shù)的條件是必須掌握測距碼的結(jié)構(gòu)，以便產(chǎn)生復(fù)制碼。衛(wèi)星信號的解調(diào)（2）平方解調(diào)技術(shù)：將接收到的衛(wèi)星信號進行平方，由于處于+1、-1狀態(tài)的調(diào)制碼經(jīng)過平方后均為+1，而+1對載波相位不產(chǎn)生影響。故衛(wèi)星信號平方后，可達到解調(diào)目的。采用這種方法，可不必知道調(diào)制碼的結(jié)構(gòu)，但平方解調(diào)后，不僅去掉了衛(wèi)星信號中的測距碼，而且也同時去掉了導(dǎo)航電文。GPS偽隨機碼1偽隨機噪聲碼及其特點GPS信號都采用偽隨機碼序列編制或調(diào)制。采用偽隨機碼序列是因為偽隨機碼具有良好自相關(guān)性。偽隨機碼序列是GPS系統(tǒng)中采用偽碼測距的基礎(chǔ)。G

8、PS系統(tǒng)中采用m序列偽隨機碼還可以截短和復(fù)合加長。例如一個碼長為LPa偽隨機序列碼，和一個碼長為LPa偽隨機序列碼，復(fù)合碼后的復(fù)合碼長便為： LPXLPaLPb復(fù)合碼可大為改善自相關(guān)特性，縮短尋找自相關(guān)的時間。所以GPS系統(tǒng)信號碼都采用復(fù)合形成的偽隨機序列編碼。GPS的測距碼GPS衛(wèi)星所采用的兩種測距碼，即C/A碼和P碼（或Y碼），均屬于偽隨機碼。 C/A碼： GOLD（哥爾德）碼，是由兩個10級反饋移位寄存器組合（模2和）而產(chǎn)生。P碼產(chǎn)生的原理與C/A碼相似，但更復(fù)雜。碼周期很長，不易破譯，利于保密。每個衛(wèi)星獨用一個時區(qū)，可充分利用復(fù)合碼自相關(guān)特性?？蛇M行無模糊測距。缺點：碼很長，不易捕獲，

9、從而需利用C/A碼進行捕獲。C/A碼與P碼同步采用同一基準(zhǔn)時鐘，還在P碼的每個歷元時刻（初始時刻）使C/A碼的兩組移位寄存器全置1。采用統(tǒng)一時鐘的優(yōu)點還在于在捕獲C/A碼基礎(chǔ)上便于捕獲P碼。GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文，是用戶用來定位和導(dǎo)航的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。導(dǎo)航電文包含有關(guān)衛(wèi)星的星歷、衛(wèi)星工作狀態(tài)、時鐘改正、衛(wèi)星鐘運行狀態(tài)、軌道攝動改正、大氣折射改正和由C/A碼捕獲P碼等導(dǎo)航信息。導(dǎo)航電文又稱為數(shù)據(jù)碼（或D碼）。導(dǎo)航電文也是二進制碼，依規(guī)定格式組成，按幀向外播送。每幀電文含有1500比特，播送速度50bit/s，每幀播送時間30s。GPS衛(wèi)星導(dǎo)航電文 導(dǎo)航電文衛(wèi)星星歷衛(wèi)星工作狀態(tài)時間系統(tǒng)衛(wèi)星鐘偏差校正參數(shù)軌

10、道攝動改正參數(shù)大氣折射改正參數(shù)子幀5子幀1子幀2子幀3子幀4子幀 I遙測字 +轉(zhuǎn)換字 + 數(shù)據(jù)塊 I導(dǎo)航電文二進制碼Navigation Message每幀導(dǎo)航電文含5個子幀，每個子幀分別含有10個字，每個字30比特，故每個子幀共300比特，播發(fā)時間6s。為記載多達25顆衛(wèi)星，子幀4、5各含有25頁。子幀1、2、3和子幀4、5的每一頁構(gòu)成一個主幀。主幀中1、2、3的內(nèi)容每小時更新一次，4、5的內(nèi)容僅當(dāng)給衛(wèi)星注入新的導(dǎo)航電文后才得以更新。GPS衛(wèi)星導(dǎo)航電文導(dǎo)航電文的格式123451234567891030s6s0.02s0.6s25頁10個字30比特按幀向外播送。每一數(shù)據(jù)幀長度為1500bit，

11、每幀又分為5個子幀，每個子幀長300bit播送速度為50bits，每幀時長30s完整的導(dǎo)航信息由25幀數(shù)據(jù)組成，全部播完要125min。其內(nèi)容僅在地面注入站注人新的導(dǎo)航數(shù)據(jù)才更新。一幀導(dǎo)航電文的內(nèi)容TLWHOW數(shù)據(jù)塊1時鐘修正參數(shù)TLWHOW數(shù)據(jù)塊2星歷表TLWHOW數(shù)據(jù)塊2星歷表繼續(xù)TLWHOW數(shù)據(jù)塊3衛(wèi)星歷書等TLWHOW數(shù)據(jù)塊3衛(wèi)星歷書等子幀 1一個子幀6s長，10個字，每字30比特1幀30s1500比特子幀 3子幀 4子幀 5子幀 21、遙測碼（TLWTelemetry WORD）位于個子幀的開頭，作為捕獲導(dǎo)航電文的前導(dǎo)。遙測碼的第18比特是同步碼，使用戶便于解釋導(dǎo)航電文；第922比特

12、為遙測電文，其中包括地面監(jiān)測系統(tǒng)注入數(shù)據(jù)時的狀態(tài)信息、診斷信息和其它信息。第23和第24比特是連接碼；第2530比特為奇偶校驗碼，它用于發(fā)現(xiàn)和糾正錯誤。導(dǎo)航電文內(nèi)容導(dǎo)航電文內(nèi)容2、轉(zhuǎn)換碼（HOWHand Over Word） 緊接各子幀的遙測碼，主要向用戶提供用于捕獲P碼的Z記數(shù)。所謂Z記數(shù)是從星期日零時起，P碼子碼X1的周期（1.5秒）的重復(fù)數(shù)。因此，當(dāng)知道了Z計數(shù)，便能較快地捕獲到P碼。導(dǎo)航電文內(nèi)容3、第一數(shù)據(jù)塊 第一數(shù)據(jù)塊位于第1子幀的第310字碼，它的主要內(nèi)容包括： a、時延差改正Tgd就是載波L1、L2的電離層 時延差。 b 、數(shù)據(jù)齡期AODC是時鐘改正數(shù)的外推時間間隔，它指明衛(wèi)星時

13、鐘改正數(shù)的置信度。 C、 星期序號WN表示從1980年1月6日子夜零點（UTC）起算的星期數(shù)，即GPS星期數(shù)。 d 、衛(wèi)星時鐘改正GPS時間和UTC時間之間存在的差值。主要內(nèi)容包括：標(biāo)識碼，時延差改正；星期序號；衛(wèi)星健康狀況；數(shù)據(jù)齡期；衛(wèi)星時鐘改正系數(shù)等L2所調(diào)制測距碼標(biāo)識符 “10”表示C/A碼，“01”表示P(Y)碼星鐘數(shù)據(jù)齡期AODC：時鐘改正數(shù)的外推時間間隔，指明衛(wèi)星時鐘改正數(shù)的置信度。星鐘改正參數(shù)a0（鐘偏），a1（鐘速），a2（鐘漂）導(dǎo)航電文內(nèi)容4、第二數(shù)據(jù)塊 第二數(shù)據(jù)塊包括第2和第3子幀，其內(nèi)容表示GPS衛(wèi)星的星歷，描述衛(wèi)星的運行及其軌道的參數(shù)，包括下列三類： a、開普勒六參數(shù)。

14、 b 、軌道攝動九參數(shù)。 C、 時間二參數(shù)第二數(shù)據(jù)塊第2、3子幀的第310個字表示GPS衛(wèi)星的星歷，為用戶提供了和計算衛(wèi)星運動的信息，描述衛(wèi)星運行及軌道的參數(shù)發(fā)送該信號衛(wèi)星的星歷 廣播星歷星歷參數(shù)：開普勒六參數(shù) 軌道攝動九參數(shù)時間二參數(shù)： AODE星歷表數(shù)據(jù)齡期，表示廣播星歷外推時間間隔，它是星歷參考時刻與最后一次觀測數(shù)據(jù)取得時間之差。衛(wèi)星星歷參考時刻，它是從星期日零時開始度量。星歷參數(shù)詳解星歷參數(shù)詳解星歷參數(shù)詳解星歷參數(shù)詳解導(dǎo)航電文內(nèi)容5、第三數(shù)據(jù)塊 第三數(shù)據(jù)塊包括第4和第5子幀，其內(nèi)容包括了所有GPS衛(wèi)星的歷書數(shù)據(jù)。當(dāng)接收機捕獲到某顆GPS衛(wèi)星后，根據(jù)第三數(shù)據(jù)塊提供的其他衛(wèi)星的概略星歷、時

15、鐘改正、衛(wèi)星改正、衛(wèi)星工作狀態(tài)等數(shù)據(jù)，用戶可以選擇工作正常和位置適當(dāng)?shù)男l(wèi)星，并且較快地捕獲到所選擇地衛(wèi)星。GPS衛(wèi)星位置和速度計算位置計算衛(wèi)星位置的確定是定位的一個必須過程，位置的確定即星歷參數(shù)的計算。根據(jù)廣播星歷計算衛(wèi)星在WGS84坐標(biāo)坐標(biāo)。廣播星歷精度不高，此處衛(wèi)星位置計算采用簡略方法。1）、首先按“二體問題”公式計算軌道參數(shù)；2）、根據(jù)導(dǎo)航電文給出的軌道攝動參數(shù)，進行攝動修正，計算修正后的軌道參數(shù)；3）、繼而計算衛(wèi)星在軌道坐標(biāo)坐標(biāo)；4）、最后，僅顧及地球自轉(zhuǎn)的影響，將軌道坐標(biāo)系轉(zhuǎn)為WGS84坐標(biāo)系。GPS衛(wèi)星位置的計算計算思路首先計算衛(wèi)星在軌道平面坐標(biāo)系下的坐標(biāo)然后將上述坐標(biāo)分別繞X軸旋

16、轉(zhuǎn)-i角、繞Z軸旋轉(zhuǎn)-k角，求出衛(wèi)星在地固系下的坐標(biāo)軌道平面坐標(biāo)系軌道參數(shù)根據(jù)廣播星歷計算衛(wèi)星位置根據(jù)廣播星歷計算衛(wèi)星位置計算過程計算衛(wèi)星運行的平均角速度計算t時刻衛(wèi)星的平近點角計算偏近點角根據(jù)廣播星歷計算衛(wèi)星位置計算過程（續(xù)）計算真近點角計算升交距角（未經(jīng)改正的）計算衛(wèi)星向徑根據(jù)廣播星歷計算衛(wèi)星位置計算過程（續(xù)）計算攝動改正項進行攝動改正計算衛(wèi)星在軌道平面坐標(biāo)系中的位置根據(jù)廣播星歷計算衛(wèi)星位置計算過程（續(xù)）計算升交點經(jīng)度計算衛(wèi)星在地固坐標(biāo)系下的坐標(biāo)精密星歷按一定時間間隔給出衛(wèi)星在地固坐標(biāo)系下的三維位置、三維速度和鐘差* 2004 1 15 0 0 0.00000000P 1 5945.509

17、635 15759.608404 20698.949374 324.533285P 2 1141.101111 22665.359989 14690.489309 -257.156064P 3 -10344.447068 24021.826531 -3968.233325 77.825932P 4 22798.349665 -6520.820872 12310.795279 -43.522805P 5 -12628.924903 -23445.674881 -1192.036791 13.422888P 6 -13958.380086 -7542.103497 21489.237683 -2.

18、952584P 7 18939.291158 -12511.028058 -13257.166627 635.667094P 8 26246.825668 -918.226411 -5165.342142 383.670428根據(jù)精密星歷計算衛(wèi)星位置任意時刻t衛(wèi)星位置的計算原理：插值法方法：拉格朗日插值法等根據(jù)精密星歷計算衛(wèi)星位置衛(wèi)星運行速度計算根據(jù)導(dǎo)航電文所提供的GPS衛(wèi)星星歷，還可以計算出衛(wèi)星運動速度的三個分量（Xk、Yk、Zk）。GPS接收機的基本概念GPS用戶設(shè)備主要包括GPS接收機及其天線、微處理機及其終端設(shè)備以及電源等。其中接收機和天線是核心部分，習(xí)慣上統(tǒng)稱為GPS接收機。主要功能

19、是接收GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號，并進行處理，獲取導(dǎo)航電文和必要的觀測量。GPS接收機GPS用戶設(shè)備（接收機）的功能是：接收GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航信號；恢復(fù)載波信號頻率和衛(wèi)星鐘；解調(diào)出衛(wèi)星星歷、衛(wèi)星鐘校正參數(shù)等數(shù)據(jù)；通過測量本地時鐘與恢復(fù)的衛(wèi)星鐘之間的時延來測量接收天線至衛(wèi)星的距離（偽距）；通過測量恢復(fù)的載波頻率變化（多普勒頻率）來測量偽距變化率；根據(jù)獲得的這些數(shù)據(jù)，計算出用戶所在的地理經(jīng)度、緯度、高度、速度、準(zhǔn)確的時間等導(dǎo)航信息；將結(jié)果顯示在顯示屏幕上或通過輸出端口輸出。GPS接收機的結(jié)構(gòu)天線前置放大器信號處理器微處理器導(dǎo)航計算機震蕩器用戶信息傳輸數(shù)據(jù)存儲器外部傳輸電源GPS接收機的主要結(jié)構(gòu)組成：天

20、線（帶前置放大器）信號處理器：用于信號識別與處理微處理器：用于接收機的控制、數(shù)據(jù)采集和導(dǎo)航計算用戶信息傳輸：包括操作板、顯示板等精密震蕩器：產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)頻率電源GPS接收機類型（1）按工作原理劃分：碼相關(guān)型接收機：能夠產(chǎn)生與所測衛(wèi)星測距碼結(jié)構(gòu)完全相同的復(fù)制碼。利用的是C/A碼或P碼，條件是掌握測距碼結(jié)構(gòu)，也稱有碼接收機。平方型接收機：利用載波信號的平方技術(shù)去掉調(diào)制碼，獲得載波相位測量所必需的載波信號。該機只利用衛(wèi)星信號，無需解碼，不必掌握測距碼結(jié)構(gòu)，稱無碼接收機。混合型接收機：綜合利用了碼相關(guān)技術(shù)和平方技術(shù)的優(yōu)點，同時獲得碼相位和精密載波相位觀測量。目前廣泛使用。（2）根據(jù)接收機信號通道類型劃分：

21、多通道接收機：具有多個衛(wèi)星信號通道，每個通道只連續(xù)跟蹤一個衛(wèi)星信號。也稱連續(xù)跟蹤型接收機。序貫通道接收機：只有1-2個信號通道，為了跟蹤多個衛(wèi)星，在相應(yīng)軟件控制下按時序依次對各衛(wèi)星信號進行跟蹤量測。依次量測一個循環(huán)所需時間較長（大于20ms），對衛(wèi)星信號的跟蹤是不連續(xù)的。多路復(fù)用通道接收機：與序貫通道接收機相似，也只有1-2個信號通道，在相應(yīng)軟件控制下按時序依次對各衛(wèi)星信號進行跟蹤量測。依次量測一個循環(huán)所需時間較短（小于20ms），可保持對衛(wèi)星信號的連續(xù)跟蹤。GPS接收機類型（3）根據(jù)所接收的衛(wèi)星信號頻率劃分：單頻接收機（L1）：只接收調(diào)制的L1信號，雖然可利用導(dǎo)航電文提供的參數(shù)，對觀測量進行

22、電離層影響修正，但由于修正模型尚不完善，精度較差，主要用于小于20km的短基線精密定位。雙頻接收機（L1+L2）：同時接受L1、L2兩種信號，利用雙頻技術(shù)，可消除或減弱電離層折射對觀測量的影響，定位精度較高。GPS接收機類型例： 按所接收的衛(wèi)星信號（L1、L2、C/A碼、P碼、Y碼）和觀測量（碼偽距、L1相位、L2相位）可分為如下幾種。 L1、C/A碼偽距接收機；L1 、載波相位、C/A碼接收機；L1/L2 、載波相位、C/A碼、P碼接收機；L1/L2 、載波相位、C/A碼、P/Y碼接收機；其中、兩類用于標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)、兩類用于精密定位服務(wù)，只有美國軍方和特許的非軍方用戶才能享受精密定位服務(wù)。而

23、我國應(yīng)用的主要是前兩類GPS標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)接收機。（4）按接收機用途劃分：導(dǎo)航型：用于確定船舶、車輛、飛機等運載體的實時位置和速度，保障按預(yù)定路線航行或選擇最佳路線。采用測碼偽距為觀測量的單點實時定位或差分GPS定位，精度低，結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，應(yīng)用廣泛。測量型接收機：采用載波相位觀測量進行相對定位，精度高。觀測數(shù)據(jù)可測后處理或?qū)崟r處理（RTK），需配備功能完善的數(shù)據(jù)處理軟件。與導(dǎo)航型相比，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴。授時型接收機：主要用于天文臺或地面監(jiān)控站，進行時頻同步測定。GPS接收機類型RTK系統(tǒng)導(dǎo)航型接收機大地型接收機GPS接收機的基本類型：大地型、導(dǎo)航型和授時型三種。大地型接收機按接收載波信號

24、的差異分為單頻（L1）型和雙頻（L1，L2）型。GPS接收機工作原理當(dāng)GPS衛(wèi)星在用戶視界升起時，接收機能夠捕獲到按一定衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測衛(wèi)星，并能夠跟蹤這些衛(wèi)星的運行；對所接收到的GPS信號，具有變換、放大和處理的功能，以便測量出GPS信號從衛(wèi)星到接收天線的傳播時間，解譯出GPS衛(wèi)星所發(fā)送的導(dǎo)航電文，實時地計算出測站的三維位置，甚至三維速度和時間。GPS信號接收機不僅需要功能較強的機內(nèi)軟件，而且需要一個多功能的GPS數(shù)據(jù)測后處理軟件包。接收機加處理軟件包，才是完整的GPS信號用戶設(shè)備。GPS接收機的組成及工作原理GPS接收機-方框圖LNAGPS接收機-原理框圖原理框圖GPS接收機天線

25、天線的基本作用是把來自于衛(wèi)星信號的能量轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電流，并經(jīng)前置放大器進行頻率變換，以便對信號進行跟蹤、處理和量測。GPS接收機天線天線的基本要求：天線與前置放大器應(yīng)密封為一體，保障在惡劣氣象環(huán)境下正常工作。天線應(yīng)呈全圓極化：要求天線的作用范圍為整個上半球，天頂處不產(chǎn)生死角，保障能接收來自天空任何方向的衛(wèi)星信號。天線必須采取適當(dāng)?shù)姆雷o與屏蔽措施：例如加一塊基板，盡可能地減弱信號的多路徑效應(yīng)，防止信號干擾。天線的相位中心與其幾何中心的偏差應(yīng)盡量小，且保持穩(wěn)定。GPS接收機天線基本類型天線單元特點單極天線單頻或雙頻（雙極結(jié)構(gòu)）、需要較大的底板、相位中心穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單微帶天線結(jié)構(gòu)簡單、單頻或雙頻、側(cè)視角低（適合于機載應(yīng)用）、低增益、應(yīng)用最為廣泛錐形（螺旋）天線 四絲螺旋天線 單頻、難以調(diào)整相位和極化方式、非方位對稱、增益特性好、不需要底板空間螺旋天線 雙頻、增益特性好、側(cè)視角高、非方位對稱前置放大器由于GPS衛(wèi)星高，GPS天線接收來的20000km高空的信號很弱，信號電平只有-50-180dB；輸入功率信噪比為-30dB，即信號