大地测量学与测量工程专业毕业论文 精品论文 基于网络的GPS 多天线监测系统及动态数据处理方法研究关键词:GPS 多天线 卡尔曼滤波 时间系列分析 动态数据处理 大地测量监测系统摘要:变形是自然界普遍存在的现象,获取变形最有效的手段是变形监测。GPS用于变形监测不仅精度高,而且具备常规监测手段所不具
GPS天线的概述Tag内容描述:
1、的变形信息,GPS 用于边坡、大坝等变形监测时,一般需要多台 GPS接收机,由于 GPS 接收机价格昂贵,这使得监测费用剧增。
GPS 多天线监测系统正是基于 GPS 监测技术的优点,旨在极大的降低监测费用而设计的。
为实现远程实时自动化监测、对变形趋势作出准确及时预报,GPS 多天线监测系统软件部分应具备实时数据通讯及动态数据处理的能力。
因此,本文对 GPS 多天监测系统中的数据通讯部分作了研究;并研究了如何利用卡尔曼滤波技术、时间序列分析法实现动态数据处理,以对变形体安全状况做出预报。
围绕这一主题,论文的主要研究内容及创新点如下: (1)在对串口通讯基础知识进行研究的基础上,利用多线程技术编制了一套 GPS 测量数据实时通讯软件。
该软件能实现实时通讯;能实现对 GPS 原始测量数据的正确性检验及解码、并写成RINEX 格式数据文件。
(2)提出了一种直接基于字节数据的解码方法。
该方法避免了许多中间环节,具有简单、高效、代码少等优点。
(3)系统分析了时间序列分析法,并将其用于实践。
结果表明时间序列分析法是一种简单、高效的动态数据处理方法,能取得较高的拟合精度及较好的短期预报效。
2、时,提高了天线的带宽 。
并通 过在环形天线上开倒 T 型槽来实现天线的圆极化特性,改 变了传统实现微带圆极化的方法,提高了天 线批量生产时的一致性。
通过选用低介电常数的材料,相比通用陶瓷基片的天线,由于结构的创新,在减小天线体积的情况下,降低了成本,改善了耐温度差和易碎等不良特性。
关键词:小型化,GPS,低介电 常数A New Compact GPS Antenna with Low CostGuo Rong(ZTE Corporation R 在所述环形天线临近所述耦合馈电贴片部分中部设置一个 T 形槽 3,该 T 形槽的脚与该环形天线的内边缘连通,该 T 形槽的上横边与该环形天线的内边缘平行。
天线中提出的耦合馈电很好解决了环天线带来的阻抗失配问题,在实现小型化的同时,提高了天线的阻抗特性,并通过在环形天线上开倒T 型槽来实现天线的圆极化特性,改变了通常采用的切角来实现微带圆极化的方法,提高了天线批量生产时的一致性。
通过选用低介电常数的材料,相比通用陶瓷基片的天线,由于结构的创新,在减小天线体积的情况下,降低了成本,改善了耐温度和易碎等不良特性,提高了批量生产的一致性。
图 1 新设计。
3、的 25*25*4 的陶瓷片成本低廉,技术成熟,占空体积小,适合于强调紧凑型空间 GPS 导航产品,蓝牙 GPS,手机GPS 及其他小型 GPS 消费类产品。
这种天线的布局是从天线的引脚直达模块的 RF-IN 脚,这根导线需要进行 50 欧阻抗匹配,而且在天线附近不能有电磁干扰,对 PCB 的设计及整机的 EMI 设计要求较高,但如果设计得优良的无源天线 GPS 产品同样有非常好的表现效果,而且耗电方式省。
有源 GPS 天线:通常对于设备或车载机而言,由于设备与 GPS 接收模块之前往往有距离,考虑到安装的便利性可能会有超过 1 米的距离,在这种情况下我们只能选择有源GPS 天线,由于天线长度的信号衰减需要进行补偿,一般有两级低噪声放大器(LNA) 进行天线前端信号放大,放大后的信号经电缆输出,电缆同步提供 LNA 所需要的直流电压。
由于天线收到的信号在有源天线接受头内完成信号接受与天线放大,并且远离 GPS设备或其他电器设备,干扰源最小,而且安装位置由于天线距离延长安装位置可以选择非常理想的环境,所以实际使用时往往感觉信号较强。
4、耗资 300 亿美元,到 1994 年,全球覆盖率高达 98%的 24 颗 GPS 卫星星座己布设完成。
在机械领域 GPS 则有另外一种含义:产品几何技术规范(Geometrical Product Specifications)-简称 GPS。
为了不受制于美国,我国也在积极研发自己的导航系统,称为“北斗计划” 。
以上是 GPS 的前身,而本博主要介绍的当然是车载 GPS 导航仪,非常简单地说,GPS 导航仪就是能够帮助卫门精准定位当前位置,并且根据既定的目的地计算行程,通过地图显示和语音提示两种方式引导用户行至目的地的汽车驾驶辅助设备。
随着汽车的普及和道路的建设,城际间的经济往来更加频繁,车载 GPS 导航仪显得很重要,准确定位、导航、娱乐功能集于一身的导航更能满足车主的需求,成为车上的基本装备。
世界首款导航仪应用1989 年,一群认真专注的工程师和一个伟大的产品构想,造就了今日全球卫星定位导航系统的领导品牌 GARMIN兼具最佳的销售成绩与专业技术。
由制造当初在波斯湾战争中被联军采用的第一台手持 GPS,到现今成为 GPS 的第一品牌,GARMIN 的产品以更优良的功能和用途。
5、工作,给客户造成了恶劣的负面影响。
本文将结合 GPS 接收电路的特点对 GPS 接收模块损坏的具体原因进行分析和探讨。
2GPS 接收机防雷原理GPS 室外天线中内置有低噪声高放电路,所以天线的馈线中除了有1.575GHz 的射频信号外还有 5V 的直流内馈电源。
GPS 天馈防雷器需要从两个方面进行防雷,利用带通滤波的原理对射频信号进行防雷,同时还要用两级组合的方式对内馈直流电源进行防雷,使 GPS 天馈防雷器的限制电压低于10V。
3GPS 接收机雷击损坏分析GPS 接收机天线端口不同于一般的接收机电路,信号从室外天线端口进来后不经过带通滤波电路,而是直接进入放大电路,所以 GPS 接收机抗雷击浪涌的能力十分脆弱,在 GPS 接收机天线端口加装防雷器防止从馈线感应来雷是必需的。
如果仅安装防雷器而其它接地工程上的问题没考虑周全,同样会使雷击损坏事故频繁发生。
防雷接地是一个系统工程,YD5068-98移动通信基站防雷与接地设计规范3.3.3 规定:“馈线避雷器接地端子应就近引接到室外馈线入口处接地线上,”YD/T5098-2001通信局(站)雷电过电压保护工程设计规范中也做了类似。
6、制,仍然有许多不同的天线类型存在,如单极的,双极的,螺旋的,四臂螺旋的,以及微带天线。
我们在市面上看到的 GPS 接收器的内置天线一般有两种平板式天线和四臂螺旋式天线,到底两种天线各有什么优劣呢,让我们来为您一一解答。
平板式天线(Patch Antenna)平板式天线由于其耐用性和相对地容易制作,所以成了应用最为普遍的一类天线。
其形状可以是圆的也可以方的或长方的,如同一块敷铜的印刷电路板。
它由一个或多个金属片构成,所以 GPS 天线最常用的形状是块状结,像个烧饼。
由于天线可以做得很小,因此适合于航空应用和个人手持应用。
天线的另一个主要特性,是其的增益图形,即方向性。
利用天线的方向性可以提高其抗干和抗多径效应能力。
在精确定位中,天线的相位中心的稳定性是个很重要的指标。
但是,普通的导航应用中,人们希望用全向天线,至少能接收天线地平以上五度视野内所有天空中的可见卫星信号,但是平板式天线在卫星于天线正上方时,讯号增益才是最大,这就有两个问题:1、平板的接收范围在平板上方,平板要面向天空,这对于手持以及车载都会带来麻烦,我们可以看到可调角度的 CF 接收器越来越多(可折叠的 SDGPS 丽。
7、情况,GPS 天线都会采用圆形极化.从放置方式上 GPS 天线分为内置天线和外置天线.天线的装配位置也是十分重要.早期 GPS 手持机多采用外翻式天线,此时天线与整机内部基本隔离,EMI 几乎不对其造成影响,收星效果很好.现在随着小型化潮流,GPS 天线多采用内置.此时天线必须在所有金属器件上方,壳内须电镀并良好接地,远离 EMI 干扰源,比如CPU、SDRAM、 SD 卡、晶振、DC/DC.车载 GPS 的应用会越来越普遍.而汽车的外壳,特别是汽车防爆膜会 GPS 信号产生严重的阻碍.一个带磁铁(能吸附到车顶)的外接天线对于车载 GPS 来说是非常有必要的.GPS 天线的构造目前绝大部分 GPS 天线为右旋极化陶瓷介质,其组成部分为:陶瓷天线、低噪音信号模块、线缆、接头.其中陶瓷天线也叫无源天线、介质天线、PATCH,它是 GPS 天线的核心技术所在.一个GPS 天线的信号接受能力,大部分取决与其陶瓷部分的成分配料如何.低噪声信号模块也称为 LNA,是将信号进行放大和滤波的部分.其元器件选择也很重要,否则会加大 GPS 信号的反射损耗,以及造成噪音过大.线缆的选择也要以降低反射为标。
8、线分为垂直极化和圆形极化。
以现在的技术,垂直极化的效果比不上圆形极化。
因此除了特殊情况,车载 GPS 天线都会采用圆形极化。
2、从放置方式上 GPS 天线分为内置天线和外置天线。
天线的装配位置也是十分重要。
早期 GPS 手持机多采用外翻式天线,此时天线与整机内部基本隔离,EMI 几乎不对其造成影响,收星效果很好。
现在随着小型化潮流,GPS 天线多采用内置。
此时天线必须在所有金属器件上方,壳内须电镀并良好接地,远离 EMI 干扰源,比如 CPU,SDRAM,SD 卡,晶振,DC/DC。
车载 GPS 的应用会越来越普遍。
而汽车的外壳,特别是汽车防爆膜会 GPS 信号产生严重的阻碍。
一个带磁铁(能吸附到车顶) 的外接天线对于车载 GPS 来说是非常有必要的。
三、GPS 天线的构造目前绝大部分 GPS 天线为右旋极化陶瓷介质,其组成部分为:陶瓷天线、低噪音信号模块、线缆、接头。
其中陶瓷天线也叫无源天线、介质天线、PATCH,它是 GPS 天线的核心技术所在。
一个 GPS 天线的信号接受能力,大部分取决与其陶瓷部分的成分配料如何。
低噪声信号模块也称为 LNA,是将信号进行放大和滤波的部分。
其元器。