10年專注GPS定位器
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一、民用GPS信號(hào)的開放歷史
1994年，GPS全面投入使用，民用信號(hào)使用單頻C/A碼L1（頻率1575.42 MHz），并帶有附加的可用性阻止（SA），定位精度約為100 m，同步精度約為340納秒。
2000年5月1日，美國政府。 UU。宣布取消GPS的SA干擾技術(shù)。民用信號(hào)定位服務(wù)的精度提高到20 m，時(shí)間精度提高到40 ns。
近年來，為進(jìn)一步增強(qiáng)GPS在全球民用導(dǎo)航市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，美國政府提出了新的要求。 UU。它已決定對(duì)民用GPS信號(hào)進(jìn)行重要調(diào)整，引入了三個(gè)新的民用信號(hào)L2C和L1C，L5。其中，L2C首次投入使用。 2005年9月發(fā)射的Block IIR-M 2012衛(wèi)星首次播出； L5在2007年推出的Block IIF僅被使用； L1C后來出現(xiàn)了，后來隨著GPS III一代得到了改進(jìn)。內(nèi)容最終將取代現(xiàn)有的L1 C/A信號(hào)。
使用Block II/IIA/tIR衛(wèi)星傳輸?shù)牡谝淮裼眯盘?hào)是在L1載波上傳輸?shù)膯晤lC/A碼。頻帶范圍L1為1575.42 MHz±1.023 MHz。
第二代民用信號(hào)是使用Block IIR向M衛(wèi)星發(fā)送的，它不僅包括第一代民用信號(hào)，而且還向載波L2添加了L2C信號(hào)。 L2頻段的范圍是1227.60MHz±1.023MHz，這在早期是專門針對(duì)軍隊(duì)的。
第三代民用信號(hào)是使用Block IIF衛(wèi)星發(fā)送的，該衛(wèi)星添加了L5載波以根據(jù)第二代民用信號(hào)發(fā)送L5民用信號(hào)。頻帶范圍L5為1176.45 MHz±1.023 MHz。
第四代民用信號(hào)是使用III座衛(wèi)星發(fā)送的。在第三代民用信號(hào)的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了載體L1上的民用信號(hào)，并使用新的L1C替代了L1上的原始民用信號(hào)。
二、什么是GPS雙頻定位？
如前所述，GPS信號(hào)的工作頻率分為幾個(gè)頻段，例如L1，L2和L5：
頻段L1：1575.42MHz±1.023MHz
L2頻段：1227.60MHz±1.023MHz
L5頻段：1176.45MHz±1.023MHz
過去，GPS定位是使用L1頻段執(zhí)行的，這是一種獨(dú)特的頻率定位方法。目前，GPS芯片使用L1 + L5頻段進(jìn)行定位，這被稱為多頻定位技術(shù)。例如，Broadcom BCM47755芯片聲明它支持多個(gè)頻率L1和L5。定位：請(qǐng)記住，還有一個(gè)雙星定位（GNSS）的概念，并且GPS雙頻定位并不是一個(gè)完整的事件，我們過去已經(jīng)討論過。
三、雙GPS頻率定位，提高精度
高碼率可以提高準(zhǔn)確性
L1的編碼率很低，每個(gè)編碼所花費(fèi)的時(shí)間約為10乘以6秒。當(dāng)然，這些信號(hào)以光速傳輸，即三倍乘以十的三次方，那么時(shí)間乘以光速大約為300米。 L5的編碼率是L1的十倍，并且每個(gè)編碼所花的時(shí)間比L1小十倍，成為第七個(gè)負(fù)功率10。乘以光速約為30米。當(dāng)然，這是衛(wèi)星的分辨率。如果同時(shí)使用多顆衛(wèi)星，并且將許多衛(wèi)星的照明范圍作為相交點(diǎn)，則L1的精度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于300米。而L5更準(zhǔn)確。
城市中有許多高層建筑，衛(wèi)星信號(hào)在被這些建筑物反射后變得非常凌亂。與正確的直接信號(hào)交織在一起，我們稱之為多路徑（許多路徑）。即使由于小的反射引起的小的信號(hào)延遲，這些信號(hào)也以光速傳輸，并且通過乘以光速獲得的距離非常大。這些都是錯(cuò)誤的根源。
L5信號(hào)具有高編碼率，并且頻譜密度更容易集中。盡管L5也會(huì)反射，但反射后的誤差信號(hào)和正確的直接信號(hào)形成光譜密度的新峰值的可能性會(huì)更低，這使計(jì)算引擎更容易找到直接衛(wèi)星信號(hào)。
L5的高編碼速度是如此易于使用，為什么不直接使用L5？這是因?yàn)長1的低比特率更容易捕獲，我們絕不能犧牲定位時(shí)間。因此，L1也稱為近似獲取碼。捕獲信號(hào)后，L5可以一起參與計(jì)算。
兩種頻率可以消除電離層誤差
如果只有L1信號(hào)，則在接聽電話時(shí)會(huì)直接發(fā)送L1。實(shí)際上，L1可能已經(jīng)在大氣中折射，折射會(huì)引起一些延遲。大氣中的這種延遲將導(dǎo)致很大的錯(cuò)誤。許多科學(xué)家認(rèn)為，大氣誤差占所有誤差的60％。
不同頻率的信號(hào)通過折射率不同的同一介質(zhì)。 L5天生具有不同的L1頻率。衛(wèi)星同時(shí)發(fā)射兩個(gè)信號(hào)頻率，而手機(jī)接收的時(shí)間不同，這使您有機(jī)會(huì)估算大氣誤差，然后消除它。
GPS的兩倍頻率只能消除電離誤差，無法消除多徑誤差（盡管L5信號(hào)的多徑得到改善），NLOS（非直接信號(hào)）也無法消除。但是，后兩個(gè)是城市環(huán)境中手機(jī)位置錯(cuò)誤的最重要來源。
四、總結(jié)
GPS雙頻定位是指同時(shí)使用GPS的L1頻段和L5頻段的定位技術(shù)。
GPS雙頻定位只能消除電離層誤差，而不能消除多徑誤差。因此，可以在開放環(huán)境中提高定位精度，并且期望在密集建筑的城市區(qū)域中提高定位精度不是顯而易見的。雙頻GPS有望成為可以有效提高定位精度（估計(jì)為3-5米）的未來發(fā)展趨勢(shì)，但這并不是革命性的變化。
