接收机的分类

　　通常，可以将GNSS接收机大体上分为三类：系统测试接收机，专业定位接收机，和普通导航接收机。系统测试接收机一般很少在市场流通，因为它主要是专门测试系统或者开发某个专门的应用系统，作为开发和测试平台使用，由于现在GNSS系统的从双频设计，改为三频率工作，所以测试接收机往往是三频率工作方式。专业定位接收机主要是指人们熟知的高精度定位接收机，一般它们都是双频工作体制，广泛用于大地测量、地图测绘、形变监测、机械控制、精细农业、地籍调查、GNSS气象学、电离层研究、连续跟踪观测站许许多多方面。普通导航接收机则是大众化大量应用的接收机，一般都是单频工作体制，接收的信号为标准定位服务的L1C/A码。目前，全球这类GNSS接收机社会拥有量可能已经达到数十亿台，每年的市场销售量也超过十亿台。

 

　　GNSS卫星发送的导航信号，是一种可供无数用户共享的信息资源。对于陆地、海洋和空中的广大用户，只要用户拥有能够接收、跟踪、变换和测量GNSS信号的接收设备，即卫星信号接收机。可以在任何时候用GNSS信号进行导航定位授时的量测。根据使用目的不同，用户要求的GNSS接收机也各有差异。目前世界上已有数以百计的工厂生产GNSS接收机，产品也有成百上千种。这些产品可以按照原理、用途、功能等来分类。

 

　　按接收机的用途分类一般可以分为：

 

　　1）导航型接收机

 

　　此类型接收机主要用于运动载体的导航，它可以实时给出载体的位置和速度。这类接收机，一般采用民用码（如GPS的L1C/A码）进行伪距测量，单点实时定位精度较低，通常为±25m。这类接收机价格便宜，应用广泛。根据应用领域的不同，此类接收机还可以进一步分为：车载型—用于车辆导航定位；航海型—用于船舶导航定位；航空型—用于飞机导航定位。由于飞机运行速度快，因此，在航空上用的接收机要求能适应高速运动；星载型—用于卫星的导航定位。由于卫星的速度高达7km/s以上，而且在空间环境条件下使用，因此对接收机的要求更高。?

 

　　2）测地型接收机

 

　　测地型接收机主要用于精密大地测量和精密工程测量。定位精度要求高，仪器结构复杂，价格较贵。

 

　　3） 授时型接收机

 

　　这类接收机主要利用GNSS卫星提供的高精度时间标准进行授时，常用于天文台及无线电通讯、电力传输和金融部门的时间同步。

 

　　按接收机的载波频率分类可以分为：

 

　　1）单频接收机

 

　　以GPS为例，单频接收机只能接收L1信号，测定载波相位或者L1C/A码观测值进行定位。由于不能有效消除电离层延迟影响，单频载波接收机只适用于短基线（<15km）的精密定位。单频C/A码接收机则是应用最为普遍的接收机，是普及型机子。

 

　　2）双频接收机

 

　　GPS双频接收机可以同时接收L1和L2载波信号。利用双频对电离层延迟的不一样，可以消除电离层对电磁波信号的延迟的影响，因此双频接收机可用于长达几千公里基线上的精密定位，是高精度测量应用的基础产品。

 

　　按接收机通道数分类也是一种分类方法，GNSS兼容接收机能同时多种系统接收许多颗卫星的信号，接收机可以用不同的接收通道实现对不同卫星信号的跟踪、处理和量测。根据接收机所具有的通道种类可分为：多通道接收机和序贯通道接收机。目前，GNSS多模兼容接收机，接收机通道数量一般都是数十个，有的甚至达到数百个，如Javad GNSS有一款接收机通道数达到864个。?

 

　　按接收机工作原理分类可分为：

 

　　1）码相关型接收机

 

　　码相关型接收机是利用码相关技术得到伪距观测值。

 

　　2）平方型接收机

 

　　平方型接收机是利用载波信号的平方技术去掉调制信号,来恢复完整的载波信号?通过相位计测定接收机内产生的载波信号与接收到的载波信号之间的相位差，测定伪距观测值。

 

　　3）混合型接收机

 

　　这种仪器是综合前面所述的两种接收机的优点，既可以得到码相位伪距，也可以得到载波相位观测值。

 

　　4）干涉型接收机

 

　　这种接收机是将GNSS卫星作为射电源，采用干涉测量方法，测定两个测站间距离。

 

　　近年来，由于GNSS多个系统均逐步进入部分和完全工作状态，因此，多模多频的GNSS兼容互操作接收机逐步进入人们的视野，而且渐渐成为市场的主角。目前，具有能够同时接收GPS、GLONASS、BDS和Galileo系统多种信号的接收机，已经纷纷登场问世，进入各种各样的应用服务领域。

 

　　将来的 GNSS 接收机，应该是什么样的？对于 2020 年而言，这是一个非常现实的问题，平均 人手一机的时代很快到来。因为届时四大全球系统及其增强的格局已经真正形成，卫星导航产业将全面融入国计民生的生产、生活和社会生态系统各层面。当前时空信息服务的技术发展呈现三大融合倾向，这就是天基多系统兼容互操作、天地基室内外多手段和多传感器融合，以及泛在时空条件下语境化发展。

 

　　在这样的前提条件下，GNSS 接收机必然会将这些不可逾越的因素考虑进去，因此 GNSS 接收机的发展趋势为：一是逐步实施多系统及其增强成为标准化配置，能够充分利用空间信号的有效资源。这样信道数量会不会大幅度攀升，实际上如果进行智能化运作,信道数量是可以严格加以控制的，因为对于一个局地应用的用户来说，可接收卫星数量和需要的有效卫星数量是有限的，没有必要数百个信道地加以浪费；二是鉴于精度和可靠性的原因，及实现泛在服务和应用，多传感器是必然的选择，尤其是导航与通信的融合和相互交叠，是非常重要的依托基础，同时 MEMS 陀螺仪和电子罗盘与声光电磁定位也是很好的选择，重要的是软件制作和软硬件系统集成的思维方式与实践行动；三是泛在的语境化发展,更加契合产业发展实际的跨界融合渗透，位置和时间服务将有可能上升为迫切需要解决的第一需求，唯有这样，才能体现多样化、定制化、个性化服务，和高端 的人性化增值服务，其发展方向必然是云端和终端的结合互动，在大数据条件下的一体化运作。事实上，语境化就是强调与环境密切相关性，信源是一切传感器的基本功能得于实现的信息源泉，感知是其实实在在的作用所在，而环境是信息获取、传输、处理和服务环节中每一步都离不开的客观实际。特别是在泛在化无线电世界中(GNSS、蜂窝、蓝牙、WiFi、NFC)，严酷的日地环境、复杂的电磁环境、多变的物理环境中，需要寻找综合能力解决方案。因此，GNSS 接收机必须实现导航、通信与计算机性能的融合，才能应对下一个五至十年发展的挑战。

 

　　任何技术的发展,都离不开需求。近十多年来,GNSS 最大量需求,从个人导航仪、移动手 机、基于位置服务,现在进入可穿戴式和物联网链接一切的发展阶段,智能融合、连续定位和泛在 服务是其关键指标。技术上的创新突破课题有一连串,而且突破性进展已经初见端倪,开放融合、 绿色共享、智能服务是其最大的方向和出路。