GPS接收机是可以接收全球定位系统卫星信号以确定地面空间位置的仪器。GPS卫星发送的导航定位信号，是一种可供无数用户共享的信息资源。对于陆地、 海洋和空间的广大用户，只要用户拥有能够接收、跟踪、变换和测量GPS信号的接收设备， 即GPS信号接收机。GPS接收机的第一次开机，或者开机距离里上次关机地点超过800KM以上，因为接收机里存储的星历都对不上了，所以要在接收机上重新定位。GPS接收机的使用要在开阔的可见天空下，所以，屋里就不能用了。手持GPS的精度一般是误差在10米左右，就是说一条路能看出走左边还是右边。精度主要依赖于卫星的信号接收，和可接收信号的卫星在天空的分布情况，如果几颗卫星分布的比较分散，GPS接收机提供的定位精度就会比较高。

　　现以设计高动态GPS接收机过程中用到的技术加以说明。所设计的GPS接收机除了采用近似最大似然估计(MLE)技术估算距离和距离变化率，从而在高动态环境中实现载波跟踪外，还采用了窄带相关器技术、多星技术、载波辅助技术、卡尔曼滤波技术和差分技术来提高定位精度。

　　传统的GPS接收机在对伪随机码进行延时捕获跟踪时，其迟早相关器都用1个码片的长度作为延迟间隔，但在对C/A码跟踪时采用窄相关间隔(如采用1.0～0.05码片长度)具有明显的优越性，可在出现噪声和多径干扰时减小跟踪误差。因为码相关器中迟早信号中的噪声成分是相关的，在进行迟早处理时两者趋于抵消;由于PDLL鉴相器中的多径信号较少扭曲而导致多径效应减小，从而提高定位精度。

　　载波辅助技术以两种方式辅助码环跟踪。由于码相率与载波相位率成正比，利用可获得的载频(多普勒频移)控制C/A码的数控振荡器，使之对动态不敏感，从而提高测码伪距的精度;另一方面，当载波相位正确积分时，其变化正比于卫星伪距变化即Δ距离，因此可利用Δ距离来平滑伪距噪声。

　　多星技术即多通道技术。事实上通道数目的增加可获得显着的性能提高，因为不同的卫星数目越多定位精度越高。这主要表现在卫星数目增加一倍时定位噪声可降低3 dB。另外，12通道系统实质上清除了优化选星的烦琐，并为偶然的信号丢失提供了一个简捷的处理方法，12通道系统在冷启动模式下还具有一个最大的优点，即可对卫星信号进行盲搜索。

　　目前我们设计了一种模块式并行12通道高动态GPS接收机，实现框图如图1所示。其基本设计原理是将接收到的GPS射频信号通过前置滤波模块滤除带外干扰，然后在射频前端模块中变频到中频信号，再在信号处理模块中与内部产生的载波及伪随机码相关，恢复基带信号并获得定位解算所需的伪码和载波观测量。该接收机通过采用近似最大似然估算(MLE)方法来估算接收机相对卫星的伪距离和距离变化率，以此满足在高动态环境中对伪码和载波频率的跟踪;通过采用DSP技术设计了满足高动态跟踪所需的跟踪滤波器;在射频前端采用了低噪声放大器来保证GPS接收机在较低信噪比下可靠跟踪卫星信号;通过采用并行12通道模块化设计及提高定位精度的相关技术，使得接收机具有良好的噪声性能和动态性能，并有效地提高了定位精度。该接收机可以较好地在没有惯导辅助的导弹、军用飞机等高动态用户载体上工作。

　　图1　高动态GPS接收机实现框图

　　3　GPS在导弹制导方面的应用

　　研究表明，理想的导弹制导系统应满足如下要求：全球覆盖;高的相对精度和绝对精度;对高动态载体具有良好的实时适应能力;能够提供三维位置、三维速度和姿态数据;工作不受外部环境影响;具有抗人为和非人为干扰的能力;不被他方利用;可供我方广大用户使用;能随时、自主地进行故障检测和故障排除;高的可靠性;与现行机载设备的规范要求相符;价格适中，为广大用户所接受等等。INS全程Inertial Navigation System，即惯性导航系统，有时也简称为惯性系统或惯性导航。惯性导航系统的工作机理是建立在牛顿经典力学的基础上的。牛顿定律告诉人们：一个物体如果没有外力作用，将保持静止或匀速直线运动;而且，物体的加速度正比于作用在物体上的外力。如果能够测量得到加速度，那么通过加速度对时间的连续数学积分就可计算得到物体的速度和位置的变化。惯性导航系统是一种利用安装在运载体上的陀螺仪和加速度计来测定运载体位置的一个系统。通过陀螺仪和加速度计的测量数据，可以确定运载体在惯性参考坐标系中的运动，同时也能够计算出运载体在惯性参考坐标系中的位置。

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