GPS定位系統(tǒng)是靠車載終端內(nèi)置SIM通過移動(dòng)GPRS信號傳輸?shù)胶笈_來實(shí)現(xiàn)定位。在遠(yuǎn)的地方定位人的行蹤。GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)的前身是美軍研制的一種“子午儀”導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)，GPS全球定位系統(tǒng)是20世紀(jì)70年代由美國陸海空三軍聯(lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航GPS定位系統(tǒng)。
  GPS定位系統(tǒng)工作原理是由地面主控站收集各監(jiān)測站的觀測資料和氣象信息,計(jì)算各衛(wèi)星的星歷表及衛(wèi)星鐘改正數(shù),按規(guī)定的格式編輯導(dǎo)航電文,通過地面上的注入站向GPS衛(wèi)星注入這些信息。測量定位時(shí),用戶可以利用接收機(jī)的儲存星歷得到各個(gè)衛(wèi)星的粗略位置。根據(jù)這些數(shù)據(jù)和自身位置,由計(jì)算機(jī)選擇衛(wèi)星與用戶聯(lián)線之間張角較大的四顆衛(wèi)星作為觀測對象.

GPS接收機(jī)正常工作的條件是至少同時(shí)可以接收到4顆衛(wèi)星的有效信號,當(dāng)接收到的衛(wèi)星個(gè)數(shù)少于4顆時(shí),定位和定時(shí)信息是不準(zhǔn)確的甚至是錯(cuò)誤的。出現(xiàn)這樣的原因一般有:個(gè)別衛(wèi)星退出工作、天線安裝位置不當(dāng)、衛(wèi)星故障等,這些都有可能造成接收到有效信號的衛(wèi)星個(gè)數(shù)過少。

而且有實(shí)驗(yàn)證明即使將接收天線從接收機(jī)上拔掉,在其后的很長一段時(shí)間內(nèi)GPS接收機(jī)仍有PS輸出,但此時(shí)的1PS與UTC已經(jīng)有很大的差別,由此可見,GPS接收機(jī)完全有可能輸出錯(cuò)誤的lPPS信號。另外,信號在傳遞過程中受到來自外界電磁信號的干擾,GPS接收機(jī)輸出的1PPS信號中可能含有毛刺,導(dǎo)致偽1PPS信號的產(chǎn)生,從而導(dǎo)致系統(tǒng)的誤動(dòng)作,因此有必要采取抗干擾措施。這里采用硬件開窗方法消除干擾2,原理如圖4.1所示。

圖中的CLK信號由高穩(wěn)定度的恒溫晶振提供,在系統(tǒng)上電復(fù)位后,啟動(dòng)單片機(jī)的串行通訊口,接收GPS信息,根據(jù)解碼信息中的工作狀態(tài)指示判斷PPS的有效性。當(dāng)初始觸發(fā)分頻信號到來之后,通過控制信號設(shè)置FPGA中的計(jì)數(shù)器在接收到的GPS1PS上升沿的附近產(chǎn)生一個(gè)短時(shí)間的高電平窗口信號,相當(dāng)于一個(gè)與門,過濾掉窗口外的干擾信號。

另外,通過單片機(jī)自帶的外部中斷模塊來對去掉干擾后的PPS信號的上升沿進(jìn)行檢測,根據(jù)檢測結(jié)果判斷GPS接收機(jī)是否正常工作,來決定系統(tǒng)的工作模式是馴服模式還是保持模式,具體消除1PS中干擾脈沖的波形圖如圖4.2所示。

下面主要介紹處理干擾時(shí)的重點(diǎn):

1.初始觸發(fā)分頻信號的判斷

系統(tǒng)初始化后,用單片機(jī)的外部中斷連續(xù)三次檢測來自GPS接收機(jī)的1PPS信號,如果三次都檢測到則給出初始觸發(fā)分頻信號。

2.設(shè)置合理的“窗口”信號

由于OCXO恒溫晶振的輸出頻率比較穩(wěn)定,當(dāng)初始觸發(fā)分頻信號到來吋刻起,利用FPGA中的計(jì)數(shù)器和OCXO石英晶體振蕩器輸出的倍頻信號可以大致計(jì)算出下一個(gè)有效PPS脈沖的到來時(shí)刻,經(jīng)過(1-△)秒后打開“窗口”,在計(jì)算得到的第二個(gè)PPS脈沖的到來時(shí)刻后的M秒后關(guān)閉該“窗口”,只要M選擇得足夠小,則抗干擾效果就非常的明顯。

3.GPS信號的失效檢測及處理

對于整個(gè)馴服系統(tǒng)來說,GPS信號丟失會產(chǎn)生嚴(yán)重的后果,原因可能是接收機(jī)接收到的衛(wèi)星個(gè)數(shù)少于四顆,如上面所說的天線的安裝問題等,使接收機(jī)處于非正常工作狀態(tài)。或者是GPS接收機(jī)與單片機(jī)模塊或者與門邏輯的接口出現(xiàn)問題,使GPS秒脈沖信號或時(shí)間狀態(tài)信息不能正常傳輸。

假如是第一種情況,接收模塊可通過GPS接收機(jī)串口輸出的狀態(tài)信息判斷其輸出信號是否失效,后面的軟件程序作出相應(yīng)的處理。假如是第二種情況,屬于兩種功能模塊之間的通信故障,系統(tǒng)相關(guān)模塊不可能從GPS接收模塊獲得GPS的工作狀態(tài)信息或者秒脈沖信號,GPS_1PPS秒脈沖入口處的電平不會出現(xiàn)任何變化。

此時(shí),相關(guān)模塊必須有獨(dú)自判斷GPS是否失效的能力?？梢栽?/span>“窗口”信號開通期間使用單片機(jī)相關(guān)外部中斷模塊,如果沒有檢測到正確跳變,說明GPS信號失效;如果“窗口”信號開通期間相關(guān)中斷模塊能捕捉到正確跳變,則說明GPS信號可能已恢復(fù)正常,此時(shí)系統(tǒng)可以繼續(xù)對恒溫晶體振蕩器OCXO進(jìn)行校準(zhǔn)。

億金電子專業(yè)生產(chǎn)銷售石英晶振,貼片晶振,石英晶體諧振器等晶體元件.多年來誠信經(jīng)營,為用戶提供并且推薦質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的晶振產(chǎn)品,在激烈的市場競爭環(huán)境中,憑借自身的才智不斷創(chuàng)新,改進(jìn)擴(kuò)大,以技術(shù)贏得市場,以質(zhì)量贏得客戶.億金電子代理臺灣進(jìn)口晶振,日本進(jìn)口晶振,歐美進(jìn)口晶振,市場上常見的晶振品牌如KDS晶振,NDK晶振,TXC晶振,鴻星晶振,京瓷晶振,精工晶體,CTS晶振,微晶晶振,愛普生晶振等均現(xiàn)貨,可免費(fèi)提供樣品以及技術(shù)支持,歡迎登入億金官網(wǎng)查看了解詳情.