Step 3 - ReceptionStep 3 - Receptio

Step 3 - Reception

Step 3 - Reception

Figure 16

As we have indicated, receivers need at least four satellites to obtain a position. The use of more satellites, if they are available, will improve the position solution; however, the receiver’s ability to make use of additional satellites may be limited by its computational power. The manner by which the receiver uses the additional ranges will generally be the intellectual property of the manufacturer.

Depending on the implementation, user equipment can recover signals from multiple satellites in multiple GNSS constellations.

To determine a fix (position) and time, GNSS receivers need to be able to track at least four satellites. This means there needs to be a line of sight between the receiver’s antenna and the four satellites.

Receivers vary in terms of which constellation or constellations they track, and how many satellites they track simultaneously.

For each satellite being tracked, the receiver determines the propagation time. It can do this because of the pseudorandom nature of the signals. To illustrate, refer to Figure 17, which shows the transmission of a pseudorandom code, a series of zeroes and ones. Since the receiver knows the pseudorandom code for each satellite, it can determine the time it received the code from a particular satellite. In this way, it can determine the time of propagation.

Importance of Antenna Selection

An antenna behaves both as a spatial and frequency filter, therefore, selecting the right GNSS antenna is critical for optimizing performance. An antenna must match the receiver’s capabilities and specifications, as well as meet size, weight, environmental and mechanical specifications for the intended application.

Figure 17Factors to consider when choosing a GNSS antenna include:

1. Constellation and Signals

Each GNSS constellation has its own signal frequencies and bandwidths. An antenna must cover the signal frequencies transmitted by the constellation and bandwidth supported by the GNSS receiver.

2. Antenna Gain

Gain is a key performance indicator of a GNSS antenna. Gain can be defined as the relative measure of an antenna’s ability to direct or concentrate radio frequency energy in a particular direction or pattern. A minimum gain is required to achieve a minimum carrier- to-power-noise ratio (C/No) to track GNSS satellites. The antenna gain is directly related to the overall C/No of the navigation GNSS receivers. Hence, antenna gain helps define the tracking ability of the system.

3. Element Gain

The element gain defines how efficient the antenna element is at receiving the signals. In any signal chain, you are only as good as the weakest link, so an antenna element with low element gain might be compensated by an increased low noise amplifier gain. The signal-to-noise ratio or C/No, however, is degraded.

4. Antenna Beamwidth and Gain Roll-Off

Gain roll-off is a factor of beamwidth, and specifies how much the gain changes over the elevation angle of the antenna. From the antenna’s point of view, the satellites rise from the horizon towards zenith and fall back to the horizon. The variation in gain between zenith (directly overhead) and the horizon is known as the gain roll-off. Different antenna technologies have different gain roll-off characteristics.

5. Phase Center Stability

The phase center of the antenna is the point where the signals transmitted from satellites are collected. When a receiver reports a location fix, that location is essentially the phase center of the antenna.

The electrical phase center of any antenna will vary with the position of the transmitting signal it is receiving by as much as a few millimetres. As GNSS satellites move across the sky, the electrical phase center of the signal received will typically move with the satellite position unless the antenna has been carefully designed to minimize Phase Center Offset (PCO) and Phase Center Variation (PCV). The PCO, with respect to the Antenna Reference Point (ARP), is the difference between the mechanical center of antenna rotation and electrical phase center location. The PCO is also frequency dependent which means that there can be a different offset for each signal frequency. The PCV identifies how much the phase center moves with respect to the satellite elevation angles.

Many users can accept accuracies of less than a metre so these small phase center variations cause a negligible amount of position error. But if you require high precision, such as Real Time Kinematic (RTK) receivers that can achieve position accuracies of 2-4 cm, a few millimetres of phase center error can translate to a 10-15% error in reported position. For RTK survey applications, geodetic grade antennas offer superior PCO/PCV performance.

Figure 18

6. Application

An antenna has to meet the performance, environmental, mechanical and operational requirements of the intended application. For example, GNSS antennas used for aviation applications

Kết quả (Việt) 1:

Bước 3 - tiếp nhậnBước 3 - tiếp nhận Hình 16Như chúng ta đã chỉ ra, thu cần ít nhất bốn vệ tinh để có được một vị trí. Việc sử dụng vệ tinh nhiều hơn, nếu họ có sẵn, sẽ cải thiện giải trí; Tuy nhiên, người nhận khả năng để làm cho việc sử dụng của các vệ tinh có thể bị giới hạn bởi sức mạnh tính toán của nó. Cách mà người nhận sử dụng phạm vi bổ sung nói chung sẽ là tài sản sở hữu trí tuệ của các nhà sản xuất.Tùy thuộc vào việc thực hiện, người dùng thiết bị có thể khôi phục tín hiệu từ các vệ tinh nhiều trong nhiều GNSS chòm sao.Để xác định một sửa chữa (vị trí) và thời gian, GNSS thu cần có thể theo dõi ít nhất bốn vệ tinh. Điều này có nghĩa là cần có một đường ngắm giữa các ăng-ten của người nhận và bốn vệ tinh.Máy thu khác nhau về chòm sao hoặc chòm sao mà họ theo dõi, và bao nhiêu vệ tinh, họ theo dõi đồng thời.Cho mỗi vệ tinh đang được theo dõi, người nhận sẽ xác định thời gian tuyên truyền. Nó có thể làm điều này vì tính chất ngẫu nhiên ảo qua của các tín hiệu. Để minh họa, tham khảo hình 17, cho thấy việc truyền một mã số ngẫu nhiên ảo qua, một loạt các zeroes và những người thân. Kể từ khi nhận biết mã số ngẫu nhiên ảo qua cho mỗi vệ tinh, nó có thể xác định thời gian nhận được mã số từ một vệ tinh đặc biệt. Bằng cách này, nó có thể xác định thời điểm tuyên truyền.Tầm quan trọng của sự lựa chọn của ăng-tenĂng-ten hoạt động cả hai như là một bộ lọc không gian và tần số, do đó, việc lựa chọn các ăng-ten GNSS đúng là rất quan trọng để tối ưu hóa hiệu suất. Ăng-ten phải phù hợp với khả năng và thông số kỹ thuật của người nhận, cũng như đáp ứng các kích thước, trọng lượng, đặc điểm kỹ thuật về môi trường và cơ khí cho các ứng dụng dự định. Con số 17Factors để xem xét khi lựa chọn một ăng-ten GNSS bao gồm:1. chòm sao và tín hiệuMỗi chòm sao GNSS có tín hiệu tần số và băng thông. Ăng-ten phải bao gồm tần số tín hiệu được truyền bởi các chòm sao và băng thông được hỗ trợ bởi người nhận GNSS.2. ăng-ten tăngĐạt được là một chỉ số chủ chốt hiệu suất của một anten GNSS. Đạt được có thể được định nghĩa là các biện pháp tương đối của một ăng-ten có thể trực tiếp hoặc tập trung năng lượng tần số vô tuyến trong một hướng cụ thể hoặc mô hình. Đạt được tối thiểu một là cần thiết để đạt được một tỷ lệ tối thiểu của tàu sân bay để điện ồn (C/No) để theo dõi GNSS vệ tinh. Ăng-ten được trực tiếp liên quan đến các tổng thể C/No của máy thu GNSS chuyển hướng. Do đó, có ăng-ten được giúp xác định khả năng theo dõi của hệ thống.3. yếu tố tăng giáĐạt được yếu tố xác định như thế nào hiệu quả các yếu tố ăng-ten là lúc tiếp nhận các tín hiệu. Trong bất kỳ chuỗi tín hiệu, bạn chỉ tốt như các liên kết yếu nhất, do đó, một yếu tố ăng-ten với yếu tố thấp lợi có thể được bù đắp bởi một gia tăng tiếng ồn thấp khuếch đại lợi. Tín hiệu-to-noise ratio hoặc C/không, Tuy nhiên, là thoái hóa nghiêm trọng.4. ăng-ten Beamwidth và tăng Roll-OffĐạt được cuộn ra là một nhân tố của beamwidth, và xác định bao nhiêu việc đạt được thay đổi theo góc độ cao của ăng-ten. Theo quan điểm của ăng-ten, các vệ tinh tăng lên từ phía chân trời hướng tới đỉnh cao và rơi trở lại đường chân trời. Các biến thể trong đạt được giữa đỉnh cao (trực tiếp trên không) và đường chân trời được gọi là tăng roll-off. Công nghệ ăng-ten khác nhau có khác nhau đạt được cuộn ra đặc điểm.5. giai đoạn trung tâm sự ổn địnhTrung tâm pha ăng-ten là các điểm nơi mà các tín hiệu được truyền từ vệ tinh được thu thập. Khi một bộ tiếp nhận báo cáo khắc phục vị trí, vị trí đó là về cơ bản là giai đoạn trung tâm của ăng-ten.Trung tâm điện giai đoạn của bất kỳ ăng-ten sẽ khác nhau với vị trí của các tín hiệu phát sóng nó đang nhận được bằng nhiều như là một vài mm. Khi vệ tinh GNSS di chuyển trên bầu trời, Trung tâm điện pha của tín hiệu nhận được sẽ thông thường di chuyển với các vị trí vệ tinh trừ khi ăng-ten đã được thiết kế cẩn thận để giảm thiểu các giai đoạn trung tâm bù đắp (PCO) và giai đoạn trung tâm biến thể (PVC). PCO, đối với điểm tham khảo ăng-ten (ARP), là sự khác biệt giữa trung tâm cơ khí của ăng-ten xoay và điện giai đoạn trung tâm địa điểm. PCO là tần số phụ thuộc có nghĩa là có thể có một đối tượng dời hình khác nhau cho mỗi tần số tín hiệu. PVC là xác định bao nhiêu giai đoạn trung tâm di chuyển đối với góc độ cao của vệ tinh.Nhiều người dùng có thể chấp nhận phàm trong chưa đầy một mét vậy những biến thể nhỏ giai đoạn trung tâm gây ra một số tiền không đáng kể của vị trí lỗi. Nhưng nếu bạn yêu cầu độ chính xác cao, chẳng hạn như thiết bị thu receiver động thời gian thực (RTK) có thể đạt được vị trí phàm 2-4 cm, một vài milimét giai đoạn trung tâm lỗi có thể dịch cho một lỗi 10-15% trong báo cáo vị trí. Cho các ứng dụng khảo sát RTK, ăng-ten trắc địa lớp cung cấp hiệu suất vượt trội PCO/PVC. Hình 186. ứng dụngĂng-ten đã đáp ứng hiệu suất, yêu cầu về môi trường, cơ khí và hoạt động của các ứng dụng dự định. Ví dụ, GNSS ăng-ten được sử dụng cho các ứng dụng aviation

Kết quả (Việt) 2:

Bước 3 - Phòng

Bước 3 - Phòng

Hình 16

Như chúng ta đã chỉ ra, thu cần ít nhất bốn vệ tinh để có được một vị trí. Việc sử dụng các vệ tinh nhiều hơn, nếu họ có sẵn, sẽ cải thiện các giải pháp vị trí; Tuy nhiên, khả năng của người nhận để sử dụng các vệ tinh bổ sung có thể bị giới hạn bởi sức mạnh tính toán của nó. Cách thức mà người nhận sử dụng các dãy khác nói chung sẽ là tài sản trí tuệ của các nhà sản xuất.

Tùy thuộc vào việc thực hiện, thiết bị người dùng có thể khôi phục lại tín hiệu từ nhiều vệ tinh trong nhiều chòm sao GNSS.

Để xác định một sửa chữa (vị trí) và thời gian, thu GNSS cần để có thể theo dõi ít nhất bốn vệ tinh. Điều này có nghĩa là cần phải có một đường nhìn giữa ăng ten của máy thu và bốn vệ tinh.

Người nhận khác nhau về mà chòm sao hoặc chòm sao họ theo dõi, và bao nhiêu vệ tinh họ theo dõi đồng thời.

Đối với mỗi vệ tinh đang được theo dõi, người nhận quyết định công tác tuyên truyền thời gian. Nó có thể làm điều này vì bản chất giả ngẫu nhiên của tín hiệu. Để minh họa, xem hình 17, trong đó cho thấy việc truyền tải một mã giả ngẫu nhiên, một loạt các con số không và những người thân. Kể từ khi nhận biết mã giả ngẫu nhiên cho mỗi vệ tinh, nó có thể xác định thời gian nó đã nhận được mã từ một vệ tinh riêng. Bằng cách này, nó có thể xác định thời gian truyền.

Tầm quan trọng của Antenna Selection

Một ăng-ten cư xử cả hai như là một bộ lọc không gian và tần số, do đó, việc lựa chọn các ăng-ten GNSS đúng là rất quan trọng để tối ưu hóa hiệu suất. Một ăng ten phải phù hợp với khả năng và thông số kỹ thuật của người nhận, cũng như kích thước đáp ứng, trọng lượng, môi trường và các thông số kỹ thuật cơ khí cho các ứng dụng dự định.

Hình 17Factors để xem xét khi lựa chọn một ăng-ten GNSS bao gồm:

1. Constellation và tín hiệu

Mỗi chòm sao GNSS có tần số tín hiệu riêng của mình và băng thông. Một ăng ten phải bao gồm các tần số tín hiệu truyền qua các chòm sao và băng thông được hỗ trợ bởi các máy thu GNSS.

2. Antenna Gain

Gain là một chỉ số hoạt động quan trọng của một ăng-ten GNSS. Đạt được có thể được định nghĩa là các biện pháp tương đối về khả năng của một ăng-ten để trực tiếp hoặc tập trung năng lượng tần số vô tuyến theo một hướng hoặc mẫu cụ thể. A đạt được tối thiểu là cần thiết để đạt được một carrier- tối thiểu để điện-noise ratio (C / No) để theo dõi các vệ tinh GNSS. Các ăng-ten có liên quan trực tiếp đến tổng thể C / Không của người nhận chuyển hướng GNSS. Do đó, ăng-ten tăng giúp xác định khả năng theo dõi của hệ thống.

3. Yếu tố Gain

Việc đạt được yếu tố xác định hiệu quả như thế nào phần tử ăng ten là lúc nhận được tín hiệu. Trong bất kỳ chuỗi tín hiệu, bạn chỉ tốt như liên kết yếu nhất, vì vậy một phần tử ăng ten với tăng yếu tố thấp có thể được bù đắp bằng một tăng khuếch đại tiếng ồn thấp. Các tín hiệu-to-noise ratio hoặc C / Không, tuy nhiên, là suy thoái.

4. Antenna Beamwidth và Gain cuốn Tắt

Gain roll-off là một yếu tố của beamwidth, và xác định mức độ thay đổi được gì so với góc ngẩng của anten. Từ quan điểm của ăng ten của xem, các vệ tinh tăng lên từ đường chân trời phía đỉnh và rơi trở lại đường chân trời. Sự biến động về lợi ích giữa đỉnh (trực tiếp trên đầu) và đường chân trời được gọi là tăng roll-off. Công nghệ ăng ten khác nhau có đặc lợi roll-off khác nhau.

5. Giai đoạn ổn định Trung tâm

Trung tâm giai đoạn của ăng-ten là điểm mà các tín hiệu truyền từ vệ tinh được thu thập. Khi một người nhận báo cáo một vị trí cố định, vị trí mà chủ yếu là trung tâm giai đoạn của ăng-ten.

Các trung tâm giai đoạn điện của bất kỳ ăng ten sẽ thay đổi theo vị trí của các tín hiệu truyền nó đang nhận được nhiều như một vài mm. Như GNSS vệ tinh di chuyển trên bầu trời, trung tâm giai đoạn điện của tín hiệu nhận được sẽ thường di chuyển với vị trí vệ tinh, trừ khi các ăng-ten đã được thiết kế cẩn thận để giảm thiểu giai đoạn Center Offset (PCO) và giai đoạn Trung tâm Biến (PCV). PCO, đối với các Antenna điểm tham khảo (ARP) với, là sự khác biệt giữa các trung tâm cơ khí xoay ăng-ten và trung tâm giai đoạn điện địa điểm. PCO cũng là tần số phụ thuộc có nghĩa là có thể có một khác nhau bù đắp cho mỗi tần số tín hiệu. Các PCV xác định có bao nhiêu trung tâm giai đoạn di chuyển đối với các góc độ cao vệ tinh với.

Nhiều người dùng có thể chấp nhận độ chính xác của ít hơn một mét do đó, những biến thể trung tâm giai đoạn nhỏ gây ra một lượng đáng kể các lỗi vị trí. Nhưng nếu bạn đòi hỏi độ chính xác cao, chẳng hạn như Real Time Kinematic (RTK) thu có thể đạt được độ chính xác vị trí từ 2-4 cm, một vài milimét lỗi trung tâm giai đoạn có thể dịch cho một lỗi 10-15% ở vị trí báo cáo. Đối với các ứng dụng khảo sát RTK, trắc địa anten lớp cung cấp hiệu suất / PCV cao PCO.

Hình 18

6. Áp dụng

Một ăng-ten có để đáp ứng hiệu suất, các yêu cầu về môi trường, cơ khí và hoạt động của các ứng dụng dự định. Ví dụ, ăng-ten GNSS sử dụng cho các ứng dụng hàng không