[GPS相关器在部队作战导航中的应用] 车载gps导航怎样使用

　　摘要:手持GPS接收机可广泛应用于野外勘测、登山探险、旅游、航海、车载导航、公安、交通、军队、武警等等诸多领域.手持GPS接收机作为一种简易型、便携式、低价格的GPS接收机,它具有广泛的市场应用范围.
　　关键词:GPS 部队 作战 导航 研发 应用
　　中图分类号: 文献标识码:A文章编号:1007-9416(2010)05-0000-00
　　
　　当前国际形势在信息化高度发展的情况下,也进入了信息白热化阶段,信息技术高速发展,也在相当大程度山促进了军事领域的数字化发展。[1]我们要了解信息化战争才能打又准备的信息化战斗,必然我们要了解信息化战争首要的是要了解现代化信息军备工具,GPS相关器在信息化战场中的导航作用对我们进行军事战争具有不可比拟的优越性。
　　
　　1 GPS相关器结构分析
　　1.1 GPS接收机的信号处理流程:
　　GPD接收机主要由三部分构成,射频前端、相关器、处理器。GPS信号经天线接收,经过低噪声前置放大,进入变频器,将射频信号变为中频信号,数字信号进入相关器,进行载波剥波,扩频码剥离后触算出导航电文。
　　1.2 GPS相关器的工作原理:
　　GPS信号是基于BPSK调制的扩频信号,只有经解扩解调后,才能提取出导航电文,用于GPS定位导航。解扩解调GPS信号的工作是由相关器来完成的,相关器利用本地复现的载波和C\A码与输入的数字钟频信号进行相关运算,实现载波剥离与C\A码剥离,提取出导航电文,读出相关测量寄存器和积分累加寄存器的值,实现GPS定位于导航。
　　1.3 相关器的结构:
　　相关器主要由采样锁存器、跟踪通道、时基发生器、状态寄存器、地址译码器及总线接口组成,其中采样时钟是由接收机前端频率合成器提供的本机定时信号,是相关器的基准时钟,用来钟控采样锁存器、时基产生器和每个跟踪通道;累加中断信号是用来锁存相关器中与跟踪通道累加数据对应的状态寄存器的状态标志,同时通知微处理器查询这些状态信息,判断跟踪通道中是否有新的累加数据产生或丢失情况,以便通过相应的读取每个通道的有效累加数据来完成信号的捕获和跟踪。
　　
　　2 GPS相关器的设计
　　国防历来是对高新技术发展最敏感的领域,知识经济时代的到来既给国防科技工业发展带来严峻挑战,也带来了宝贵的发展机遇。[2]下面我们就GPS相关器的设计进行简要说明。
　　2.1 GPS相关器内部结构设计
　　GPS信号发射 是基于BPSK调制的扩频信号,接收端的GPS信号只有经过解扩解调才能提取导航电文,用于GPS定位导航。解扩解调GPS信号的工作是由相关器来完成的。相关器利用本地复现的载波和C\A码与输入的数字中频信号进行相关运算,实现载波剥离与C\A码剥离,提取出导航电文,读出相关测量寄存器和积分累加寄存器的值,实现GPS定位与导航。
　　2.2 C\A码模块设计
　　C\A码模块主要用于产生C\A码序列,用于GPS信号解扩,从GPS中剥离C\A码。提取出导航电文。产生dump信号,作为相关模块的驱动时钟。在TIC信号产生时,对历元计数,半码相位,码DCO相位等相关测量寄存器的值进行锁存。C\A码模块主要包括DCO模块、码回转控制器、历元计数器、C\A码发生器、码移位寄存器、码测量值锁存模块。
　　2.3 载波发生器模块设计
　　该模块主要用于产生正弦数字载波与余弦数字载波,对GPS信号进行载波剥离。载波发生器模块主要由载波DCO,载波相位锁存器。载波相位映射表,载波周期计数器组成。单个TIC时间内载波周期数,用于间接算出载波多普勒频移,载波DCO相位,用于计算载波周期数的小数部分,使分析出的载波多普勒频移数值更为准确。
　　2.4 乘法器设计模块
　　中频模拟信号采样后变为数值中频信号,用信号的幅值位MAG和符号位SIGN表示。乘法器模块对信号的幅值位MAG和符号位SIGN重新译码,然后信号以此通过载波乘法器与码乘法器实现信号的载波剥离和扩频码剥离,提取出导航电文。乘法器模块主要由重新采样模板,2个载波乘法器,分别为同相支路载波乘法器与正交相支路载波乘法器以及6个码乘法器,这些码乘法器同样分为两路,同相支路与正交相支路码乘法器,1路包含3个码乘法器,分别对应于超前码,即时码和滞后码乘法器。
　　2.5 积分清零器模块设计
　　积分清零器用于对载波剥离后的数字中频信号与本地C\A码相乘的结果进行积分累加。累加的世界为C\A码的周期时长,典型值位1ms。具体实现时用dump信号控制积分清零器的累加时间。当dump信号产生时,先锁存积分清零器的累加值,然后对积分清零器清零。积分清零器模块由6个积分清零器组成,同相支路和正交相支路各3个,分别对乘法器输出积分累加。累加时间为1个dump信号,典型值位1ms。当TIC信号有效时,锁存累加的数值,每个积分清零器主要由3部分组成,分别为积分清零信号产生模块,积分数据符号扩展模块和积分数据累加模块。
　　2.6 时基发生器模块设计
　　时基发生器模块主要用于产生采样吸纳后clk_sample,TC信号,MEAS_INT信号,和ACUMM_INT信号。这些信号都是通过系统主时钟clk_main分频得到,采样信号clk_sample为7分频,相关器主时钟clk_main为40MHZ,周期我25ns,这样采样信号clk_sample的时钟约为5.714MHz,TIC信号和MEAS_INT信号的周期为99999.90us,ACUMM_INT信号的周期为505.05us,时基发生器由采样时钟模块、TIC时钟模块和用于积分累加数据读取的累积中断信号模块组成。
　　
　　3 GPS相关器在军队中的应用展望
　　新中国成立后,我国的国防得到极大的巩固,人民解放军的发展也得到了质的飞跃,但是我国的国防经费投入相对西方发达国家来讲还略显不足。同时,信息化战争出露端倪,这也引发着我国军队的深刻思考―以信息化为主要标志的高新技术,正深刻的改变着战斗力要素的内涵,以打赢高技术条件下的局部战争为目标到新世纪阶段以打赢信息化战争为目标,我军的目标也越来越贴近世界军事发展的主流。对于GPS在我军信息化建设中的应用,我们必须更新观念,GPS相关器设计技术用于设计北斗二代卫星 系统的接收机相关器芯片将会发挥作用,我们要在思想上充分认识GPS系统的新特点,树立以电子信息为基础的技术密集为标志的军事现代化观念,将GPS技术应用到我军的目标定位、导航等系统化应用上,随着信息技术的发展及现代化战争的需求,我们有理由相信GPS系统将会有更关阔的应用前景。
　　
　　参考文献
　　[1] 果曾明,增维荣,丁德科.《装备经济学》[M].北京:中国统计出版社,2006年7月第一版.29页.
　　[2] 刘精松,王祖训.《跨世纪的国防建设》 [M] .北京:学习出版社,2000年12月第一版.115页.
　　[3] 刘志青.《抢占制高点》[M].北京:军事科学出版社,2008年9月第一版.289页.