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GNSS 수신기는 어떻게 작동합니까?

산업 기사 2020년 10월 13일

대부분의 GNSS (글로벌 네비게이션 위성 시스템) 수신기에는 두 가지 부분이 있습니다. 안테나 및 처리 장치 또는 수신기. 안테나는 위성 신호를 수신하는 곳이며, 수신기는 수신되는 정보를 감지하고 위도 및 경도와 같이 우리가 이해하는 측정값으로 바뀝니다. 듀얼 안테나 시스템에서는 일반적으로 '기본' 및 '보조' 안테나라고 합니다.  RT3000 표시된 장치에는 두 개의 GNSS 수신기가 내장되어 있습니다.

GNSS 수신기는 모든 작업을 수행하지만, 그들이 생산하는 실제 측정은 안테나 자체의 위치와 관련이 있습니다. 안테나 케이블의 길이는 수신기가 때때로 출력 위치 측정에서 꽤 멀리 있을 수 있다는 것을 의미하기 때문에 이는 염두에 두어야 합니다. 토 네이비와 일상적인 GPS 제품에, 그들은 어쨌든 몇 미터보다 더 큰 정확도의 거의 할 수 없기 때문에이것은 중요하지 않습니다.

GNSS 안테나는 RT3000 기능

위치, 속도 및 고도에 대한 계산은 수신기가 아닌 안테나 자체와 관련이 있음을 인식하는 것이 중요합니다. GNSS의 작동 방식을 이해하려면 GNSS를 부분으로 나누고 각각에 대해 이해해야 합니다. 여기에서는 가장 일반적으로 알려진 시스템인 GPS를 사용하여 이를 다음과 같이 세 부분으로 나누어 설명하고 있습니다.

  • 공간 세그먼트
  • 제어 세그먼트
  • 사용자 세그먼트

공간 세그먼트

공간 세그먼트는 궤도상의 위성에 대한 것입니다. 2015년 기준으로 GPS 성좌가 모든 위성이 활성화되어 있는 것은 아니지만, 중간 지구 궤도에 있는 32개의 정지궤도 위성으로 구성되어 있습니다. 각 위성은 평균 고도 20,200km (궤도 반경 26,571km)에서 11시간 58분 2초에 한 번씩 궤도를 돌고 있습니다.

GPS 위성의 성좌는 적어도 4개의 위성을 가지고 6개의 동일한 간격의 궤도면에 배치되어 있습니다. 이렇게 배치하면 지구상의 어느 지점에서나 수평선에서 15°에서 적어도 4개의 위성을 볼 수 있는 것으로 되어 있지만, 실제로는 더 많은 위성을 볼 수 있습니다.

위성은 그 시대와 설계가 다양하지만, 작동 원리는 변하지 않습니다. 각각 10.23MHz의 기본 주파수를 가진 4개의 정밀 클럭을 내장하고 있으며, 광속으로 지구로 돌아가는 2개의 L 밴드의 반송파를 끊임없이 보냅니다. 이러한 반송파를 L1 및 L2라고 합니다.

  • L1 캐리어의 주파수는 1575.42 MHz (10.23 MHz × 154 = 1575.42 MHz)의 주파수를 갖는다.
  • L2 캐리어의 주파수는 1227.60 MHz (10.23 MHz × 120 = 1227.60 MHz)를 가지고 있습니다.

그들은 지구에 다시 위성에서 정보를 가지고 있기 때문에 캐리어 파도가 중요하다, 그것은 우리의 수신기가 우리가 어디에 작동 할 수 있도록 정보입니다. Please는 GPS 신호 페이지 f또는 이에 대한 자세한 내용을 참조하십시오.

제어 세그먼트

제어 세그먼트는 추적, 제어 및 GPS 위성의 각각에 정보를 전송하는 데 사용되는 전 세계(적도에 가까운)에 위치한 지상국의 수를 의미합니다. 전체 시스템이 타이밍에 의존하므로 각 위성의 시계가 동기화되는 것이 매우 중요하기 때문에 이는 중요한 역할입니다.

각 위성에 전송하는 궤도 정보도 정보가 전송될 때 위성이 어디에 있었는지를 알아야 하기 때문에 매우 중요합니다. 이 정보는 모든 위성에 전송되고, L1 반송파 탐색 메시지 내에 GPS 수신기로 회신됩니다.

사용자 세그먼트

사용자 세그먼트는 대부분의 사람이 관심을 두는 부분입니다. 이 세그먼트는 GPS 수신기에 대한 사람 또는 내비게이션, 휴대 전화, UAV, 법 집행 등 탑재한 모든 것이 포함되어 있습니다. 어떻게 작동하는 것인지 궁금하십니까?

우리가 이미 보았듯이, 우리의 머리 위를 도는 위성의 별자리가있다, 빛의 속도로 지구로 다시 정보의 일정한 스트림을 전송. 이것이 우리의 위치를 정확히 파악하는 데 어떻게 도움이 되는지 이해하는 데는 약간의 시간이 걸리지만 삼자 할당이라는 프로세스를 기반으로 합니다.
우리가 너무 관여하기 전에, 우리는 일반적인 오해를 바로잡아야합니다. 어떤 시점에서 당신의 토 탐색 또는 전화 내부 GNSS 수신기는 위성까지 정보를 전송않습니다. 오늘날 우리가 사용하는 수신기는 완전히 수동적이며 정보만 받습니다. 유럽의 갈릴레오 시스템이 작동하면 활성화될 때 정보를 전송하는 비상 기능이 있기 때문에 수신기가 약간 다를 수 있지만 정상적인 작동에는 적용되지 않습니다.

예를 들어 장갑차 같은 물체가 GPS로 추적되고 있다면 무슨 일이 일어나고 겠습니까? 차량의 GNSS 수신기는 위성으로부터 신호를 수신하고 그것이 어디에 있는지를 확인합니다. 위치를 알게 되면 다른 시스템인 GSM 데이터 연결을 사용하여 이 정보를 일부 모니터링 스테이션으로 다시 보냅니다.

따라서 현재 GNSS 수신기는 궤도 위의 위성에서 전송된 신호를 수신하여 작동합니다. 사용되는 신호는 수신기 유형에 따라 다릅니다. GPS 수신기는 GPS 위성의 신호만 사용할 수 있으며 GLONASS 수신기는 GLONASS 위성의 신호만 사용할 수 있습니다. 그 측정 능력을 강화하기 위하여 두 종류의 위성(GPS 및 GLONASS)에서의 신호를 수신할 수 있는 다른 타입의 수신기가 있습니다.

그래서, 지금 우리는 GNSS 수신기의 작동 방식을 논의했습니다. 질문에 대한 포괄적 인 답변을 제공하기 위해, 'GNSS는 무엇입니까?' 탐구의 다음 주제는 GPS 수신기입니다.

'GNSS란 무엇인가?' 시리즈의 다음 섹션을 읽어보십시오: GPS 수신기는 내가 어디에 있는지 어떻게 작동합니까? 
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