本實(shí)用新型涉及GPS的應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種GPS接收機(jī)。
背景技術(shù)：
GPS系統(tǒng)是當(dāng)前技術(shù)較成熟、完善的定位系統(tǒng)，是能夠體現(xiàn)當(dāng)今科技發(fā)展與變革的重要成就之一，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，尤其是通信、航天和半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，GPS系統(tǒng)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。整個(gè)GPS系統(tǒng)主要由導(dǎo)航衛(wèi)星、地面監(jiān)測(cè)站和用戶(hù)終端三部分組成，其中，用戶(hù)終端通常就是GPS接收機(jī)，在地面只有通過(guò)GPS接收機(jī)才能實(shí)現(xiàn)定位。但當(dāng)前的GPS接收機(jī)普遍存在體積大、抗干擾能力差、定位不準(zhǔn)確的問(wèn)題，因而大部分被用于民用，而少部分應(yīng)用于軍用的GPS接收機(jī)效果也不是很理想。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的在于提供一種GPS接收機(jī)，解決當(dāng)前的GPS接收機(jī)體積大，抗干擾能力差，定位不準(zhǔn)確，軍用效果不理想的問(wèn)題。
本實(shí)用新型通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種GPS接收機(jī)，包括天線模塊、射頻模塊、相關(guān)器模塊、微控制單元和電源；
所述天線模塊與射頻模塊電連接，用于接收GPS衛(wèi)星發(fā)送的GPS信號(hào)，并將GPS信號(hào)由電磁波信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)發(fā)送到射頻模塊；
所述射頻模塊與相關(guān)器模塊電連接，用于對(duì)天線模塊發(fā)送的GPS電信號(hào)進(jìn)行下變頻處理，獲得GPS中頻信號(hào)發(fā)送到相關(guān)器模塊，具體包括射頻芯片、射頻濾波器和晶體振蕩器；
所述相關(guān)器模塊與微控制單元電連接，用于對(duì)射頻模塊發(fā)送的GPS中頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解擴(kuò)，獲得導(dǎo)航電文發(fā)送到微控制單元；
所述微控制單元用于對(duì)相關(guān)器模塊發(fā)送的導(dǎo)航電文進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，獲得導(dǎo)航數(shù)據(jù)；
所述電源與天線模塊、射頻模塊、相關(guān)器模塊和微控制單元電連接，用于給GPS接收機(jī)供電。
特別地，所述天線模塊具體包括天線、天線濾波器和前置放大器。
特別地，所述微控制單元采用TMS320C6747芯片。
特別地，所述射頻芯片采用GP2015芯片。
特別地，所述相關(guān)器模塊采用GP2021芯片。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
本實(shí)用新型所述一種GPS接收機(jī)，GPS衛(wèi)星發(fā)送的GPS信號(hào)經(jīng)天線模塊轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)射頻模塊進(jìn)行下變頻處理轉(zhuǎn)換為中頻信號(hào)，進(jìn)一步經(jīng)相關(guān)器模塊進(jìn)行解調(diào)和解擴(kuò)獲得導(dǎo)航電文，更進(jìn)一步經(jīng)微控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換獲得導(dǎo)航數(shù)據(jù)，從而可實(shí)現(xiàn)GPS快速、準(zhǔn)確定位，同時(shí)該GPS接收機(jī)具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、功耗低、抗干擾能力和抗過(guò)載、沖擊能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，可做軍用使用。
附圖說(shuō)明
此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的限定。在附圖中：
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的GPS接收機(jī)的原理框圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施方式及其說(shuō)明僅用于解釋本實(shí)用新型，并不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。
實(shí)施例1
如圖1所示，圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的GPS接收機(jī)的原理框圖。
本實(shí)施例中，一種GPS接收機(jī)具體包括天線模塊、射頻模塊、相關(guān)器模塊、微控制單元和電源。
所述天線模塊與射頻模塊電連接，接收GPS衛(wèi)星發(fā)送的GPS信號(hào)，并將GPS信號(hào)由電磁波信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)發(fā)送到射頻模塊，具體包括天線、天線濾波器和前置放大器。其中，天線作為GPS接收機(jī)接收GPS信號(hào)的第一個(gè)器件，它把GPS衛(wèi)星發(fā)射的電磁波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，考慮整個(gè)GPS接收機(jī)的體積及天線接收信號(hào)的能力，本實(shí)施例采用環(huán)狀微帶天線，該天線的截面形狀為圓形，而GPS衛(wèi)星發(fā)射的載波信號(hào)是一種右旋圓極化波，故選用的天線的計(jì)劃方式為右旋圓極化，環(huán)狀天線全向性好、信號(hào)盲區(qū)小。天線將GPS信號(hào)由電磁波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后，該電信號(hào)及其微弱，同時(shí)其中含有大量雜質(zhì)，故通過(guò)天線濾波器濾除干擾信號(hào)，并通過(guò)前置放大器將信號(hào)電流予以放大。
所述射頻模塊與相關(guān)器模塊電連接，對(duì)天線模塊發(fā)送的GPS電信號(hào)進(jìn)行下變頻處理，獲得GPS中頻信號(hào)發(fā)送到相關(guān)器模塊，具體包括射頻芯片、射頻濾波器和晶體振蕩器，所述射頻濾波器包括一級(jí)濾波器和二級(jí)濾波器，一級(jí)濾波器采用二階的切比雪夫?yàn)V波器，二級(jí)濾波器采用Mitel 公司的聲表面濾波器DW9255。本實(shí)施例采用的射頻芯片具體為GP2015芯片。GP2015芯片是Zarlink公司設(shè)計(jì)的一款專(zhuān)業(yè)的GPS射頻芯片，其具有低功耗、低成本、高集成度的特點(diǎn)，其內(nèi)部集成了射頻合成器、三級(jí)混頻器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器。GPS信號(hào)經(jīng)天線模塊轉(zhuǎn)換的電信號(hào)屬于特高頻信號(hào)，而在高頻上很難保證良好的噪聲系數(shù)和穩(wěn)定性，故需要對(duì)天線模塊轉(zhuǎn)換的電信號(hào)進(jìn)行下變頻處理，降低頻率。同時(shí)，數(shù)字信號(hào)比模擬信號(hào)更易于處理，故將降頻后的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。本實(shí)施例中，GPS信號(hào)經(jīng)天線模塊轉(zhuǎn)換的電信號(hào)和射頻芯片內(nèi)部的第一級(jí)混頻器混頻，第一級(jí)混頻器的本振頻率來(lái)自射頻合成器；第一級(jí)混頻后的信號(hào)經(jīng)一級(jí)濾波器進(jìn)行濾波后與第二級(jí)混頻器混頻，第二級(jí)混頻器的本振頻率來(lái)自第一級(jí)本振信號(hào)分頻所得；第二級(jí)混頻后的信號(hào)經(jīng)二級(jí)濾波器進(jìn)行濾波后與第三級(jí)混頻器混頻，第三級(jí)混頻器的本振頻率也來(lái)自第一級(jí)本振信號(hào)分頻所得。第三級(jí)混頻后的信號(hào)經(jīng)射頻芯片自帶的濾波器進(jìn)行濾波。經(jīng)過(guò)三級(jí)混頻后的信號(hào)通過(guò)三次降頻之后降至中頻，該中頻信號(hào)進(jìn)一步經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣量化為數(shù)字信號(hào)。為保證整個(gè)GPS接收機(jī)的定位精度、信號(hào)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，射頻芯片工作時(shí)鐘的穩(wěn)定性至關(guān)重要，本實(shí)施例射頻芯片的工作時(shí)鐘頻率來(lái)自晶體振蕩器，具體為高精度溫補(bǔ)型晶體振蕩器TCXO，其利用溫度傳感器感應(yīng)環(huán)境溫度的變化，將溫度的變化量轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)電壓校正信號(hào)，然后利用校正信號(hào)來(lái)修正晶體振蕩器的電抗量，以補(bǔ)償由溫度變化引起的諧振頻率變化，從而穩(wěn)定晶體振蕩器的頻率，進(jìn)而穩(wěn)定射頻芯片的工作時(shí)鐘，有助于GPS接收機(jī)鎖定GPS信號(hào)。
所述相關(guān)器模塊與微控制單元電連接，對(duì)射頻模塊發(fā)送的GPS中頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解擴(kuò)，獲得導(dǎo)航電文發(fā)送到微控制單元。本實(shí)施例采用的相關(guān)器模塊具體為GP2021芯片。經(jīng)射頻模塊降頻后的中頻信號(hào)被采樣離散成兩位的數(shù)字信號(hào)，一位是幅值位，還有一位是符號(hào)位，離散之后的兩路數(shù)字中頻信號(hào)傳遞到相關(guān)器模塊，通過(guò)相關(guān)器模塊內(nèi)部的混頻器和相關(guān)器進(jìn)行載波和偽碼的剝離，剝離降頻之后的中頻載波，真正地把信號(hào)降到基帶，從而完成了對(duì)射頻模塊發(fā)送的GPS中頻信號(hào)的解調(diào)和解擴(kuò)，獲得導(dǎo)航電文發(fā)送到微控制單元。
本實(shí)施例中，所述微控制單元采用TI公司的浮點(diǎn)型數(shù)字處理器，具體為T(mén)MS320C6747芯片，為現(xiàn)有芯片，該芯片內(nèi)置程序也為現(xiàn)有程序。微控制單元通過(guò)EMIF接口與相關(guān)器模塊連接，對(duì)相關(guān)器模塊進(jìn)行讀操作和寫(xiě)操作，獲取導(dǎo)航譯碼和控制相關(guān)器模塊的信號(hào)捕獲和跟蹤過(guò)程，并對(duì)相關(guān)器模塊發(fā)送的導(dǎo)航電文進(jìn)行譯碼，獲得導(dǎo)航數(shù)據(jù)，從而可實(shí)現(xiàn)GPS定位。
所述電源與天線模塊、射頻模塊、相關(guān)器模塊和微控制單元電連接，給整個(gè)GPS接收機(jī)供電。整個(gè)GPS接收機(jī)需要兩個(gè)不同的供電電壓，一個(gè)3.3V，一個(gè)1.2V，本實(shí)施例中采用的電源的具體為德州儀器的TPS73643，工作電壓為5V，整個(gè)GPS接收機(jī)單元只需要一個(gè)5V的外接電源即可。所述TPS73643是可調(diào)電源，可以通過(guò)改變外部連接的電阻來(lái)調(diào)整它的輸出電壓。
需要說(shuō)明的是上述實(shí)施例中，天線采用環(huán)狀微帶天線，射頻芯片采用GP2015芯片，相關(guān)器模塊采用GP2021芯片，微控制單元采用TMS320C6747芯片，上述器件均具有體型小巧的特點(diǎn)，從而保證該GPS接收機(jī)體積小巧。同時(shí)，上述器件均具有響應(yīng)速度快，功耗低，抗干擾能力強(qiáng)，抗過(guò)載和沖擊能力強(qiáng)的特點(diǎn)，從而保證GPS接收機(jī)具有體積小、功耗低、抗干擾能力和抗過(guò)載、沖擊能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，并能實(shí)現(xiàn)GPS快速、準(zhǔn)確定位，可做軍用使用。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案，GPS衛(wèi)星發(fā)送的GPS信號(hào)經(jīng)天線模塊轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)射頻模塊進(jìn)行下變頻處理轉(zhuǎn)換為中頻信號(hào)，進(jìn)一步經(jīng)相關(guān)器模塊進(jìn)行解調(diào)和解擴(kuò)獲得導(dǎo)航電文，更進(jìn)一步經(jīng)微控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換獲得導(dǎo)航數(shù)據(jù)，從而可實(shí)現(xiàn)GPS快速、準(zhǔn)確定位，同時(shí)該GPS接收機(jī)具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、功耗低、抗干擾能力和抗過(guò)載、沖擊能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，可做軍用使用。
以上所述的具體實(shí)施方式，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。