一、接收机天线与前端(硬件)1.L1段接收前端2.天线1️⃣天线增益方向图2️⃣极化⭐3.本振和混频4.模数转换器二、软件解算流程（软件）1.接收机要做的事情2.软件部分各模块1️⃣捕获2️⃣跟踪3️⃣导航数据提取4️⃣位置解算
天线概念，天线为什么选择左旋右旋？（概念性）。滤波器放大器不涉及。数模转换可能有。Gnss如何实现卫星定位，结合图说
一、接收机天线与前端(硬件)
GPS信号功率小加上接收机有热噪声，所以GPS淹没在噪声中。接收机要从噪声中提取有用信号。
1.L1段接收前端
- 天线
- 本振
- 混频
- 滤波器
- 模数转换
2.天线
1️⃣天线增益方向图
gps接收机天线基本要求：
- 接收地平线5°仰角上全部卫星信号。(避免射频干扰，多径。同时保证收到尽可能多卫星信号，还有高仰角与低仰角组合提高精度)
- 接收机收到卫星强度差不多
- 5°以上方向性尽可能均匀
- 5°以内旁瓣与尾瓣尽可能小
- 双频段或多频段天线(同时接收gps,北斗)
2️⃣极化⭐
极化概念：电磁波传播过程中电场矢量方向。
接收天线极化要与来波极化一致，才能最大限度接受信号。
避免交叉极化
为什么GPS卫星和接收机都用右旋圆极化波?⭐⭐⭐
- 抑制多径效应（因为出现多径反射一次右旋就变左旋，用右旋接受抑制多径效应，避免交叉极化）
- 左旋收到低仰角卫星信号功率强，为抑制多径效应选择右旋。
在地球遥感中左右旋都用
3.本振和混频
本振和射频信号频率相差不大
需要的是差频信号，也就是我们需要的中频信号。嫑和频信号，所以混频后要接低通或带通滤波器。
GPS混频后中心频率变为中频（50MHz）上，频谱信息未破坏。
为什么移到中频?
- 低中频电路便宜
- 低频品质因数容易达到
- 抑制自激
品质因数：中心频率/带宽
为什么用射频传输?
- 损耗小
- 频率高，信道容量大
- 频率越高，波长越小，发射机，接收机才能做得小
4.模数转换器
性能指标
- 分辨率（由比特数决定，n位ADC,分辨率2ⁿ ）
- 采样率大于输入信号频率两倍，大于两倍信号带宽（2MHz×2）,一般至少5MHz以上。同时避免和C/A码码率同步，采样频率避免为1.023M±6.32Hz。
- 幅度
- 带宽
- 功耗
过采样帮助抵制频谱混叠发生，但增加能耗，运算量
ADC引入量化误差，增加位数降低量化误差。大多数接收机ADC位数不多于4位，因为多于4位对误差减小影响不大。
充分利用ADC多位资源，需配置AGC自动增益控制(射频前端最后一个增益原件)，使中频幅值为一个常数
二、软件解算流程（软件）
1.接收机要做的事情
- 天线接受
- 经射频电路变成中频信号
- ADC采样量化变成数字信号
- 信号捕获
- 跟踪
- 子帧对齐
- 星历提取(包括卫星位置，伪距)
- 计算卫星位置
- 计算接收机位置(通过卫星位置和伪距)
2.软件部分各模块
1️⃣捕获
要从嘈杂信号中捕获如下信息：
- 信号PRN编号
- 接收信号C/A码码片相位
- 多普勒频移
2️⃣跟踪
- 对捕获的码片相位和多普勒频移细化
- 信号特征变化时对值进行跟踪
分为码跟踪，载波跟踪（同时进行）
3️⃣导航数据提取
去除载波和C/A码，只留下导航电文数据。
20ms一次积分，得到1bit数据值，经子帧鉴别可得导航数据。确定卫星位置和伪距。
4️⃣位置解算
可通过最小二乘法或者卡尔曼滤波法得到用户位置，速度，时间。
