Bộ thu GPS

Bo thu GPSx

Bộ thu GPS Bộ thu GPS  Bộ thu GPS phải phát bản sao mã PRN, rồi dịch pha của bản sao mã cho tới khi tương quan với mã PRN của vệ tinh;  Nhờ tính chất tương quan, máy thu tìm và nhận biết đỉnh tương quan;  Điều này có nghĩa máy thu nhận biết và bám tín hiệu vệ tinh theo pha mã; Bộ thu GPS  Bộ thu GPS cũng phải xác định pha sóng mang bằng cách phát bản sao tần số sóng mang có kèm Doppler (sử dụng khóa pha sóng mang tín hiệu vệ tinh);  Vậy nhận biết và bám tín hiệu vệ tinh là quá trình phát bản sao tín hiệu ở cả hai thành phần mã và tần số. Sơ đồ khối tổng quát bộ thu GPS Sơ đồ khối tổng quát bộ thu GPS  Ăng-ten: thường sử dụng ăng-ten RHCP, tăng ích tuyến tính gần cầu;  Preamp (LNA): tiền khuếch đại tín hiệu RF, có thể có 1 BPF ở giữa ăng-ten và LNA để hạn chế nhiễu RF ngoại băng;  Down-converter: chuyển đổi tần số xuống trung tần IF, sử dụng các bộ dao động nội (LO), mỗi tầng sẽ sử dụng 1 LO;  ADC: Bộ biến đổi số tương tự, số hóa tín hiệu IF; Sơ đồ khối tổng quát bộ thu GPS  Với máy thu số N kênh, mỗi kênh trung tần số được xử lý riêng mà không cần sử dụng bộ giải điều chế, mà chỉ cần ADC có thêm AGC;  Các bộ thu số như vậy còn goi là bộ thu SDR (Software Defined Radio), thường sử dụng các mạch tích hợp khả trình như ASIC, hoặc FPGA hoặc DSP để xử lý tín hiệu GPS. Sơ đồ khối tổng quát bộ thu GPS  Khối Receiver Processing thường là 1 vi xử lý tốc độ cao thực hiện các chức năng:  Xử lý băng cơ sở như bộ lặp tách sóng và lọc, giải điều chế số liệu, đo SRN, chỉ thị khóa pha…  Ra quyết định liên quan đến điều khiển các chức năng xử lý tín hiệu cho mỗi kênh.  Tính toán vị trí, dẫn đường.  Giao diện người dùng. Sơ đồ khối 1 kênh tín hiệu Sơ đồ khối 1 kênh tín hiệu  Sơ đồ trên chỉ thể hiện chức năng liên quan đến vòng lặp bám mã và pha;  Tín hiệu IF số là đầu vào Khối Digital Receiver Channel, được trộn với bản sao sóng mang để được các mẫu số liệu I (in-phase) và Q (quadraphase).  Bản sao sóng mang được trộn với tín hiệu của mọi tín hiệu vệ tinh trong tầm nhìn kể cả nhiễu.  Bản sao sóng mang được tạo ra từ NCO và bộ giá trị hàm SIN và COS rời rạc. Sơ đồ khối 1 kênh tín hiệu  Với việc tạo ra thành phần I và Q khác pha nhau 90 độ, biên độ tín hiệu ra được tính toán từ tổng của 2 véc-tơ thành phần I và Q, và pha so với trục I được tính bằng arctang của Q/I.  Trong hoạt động của vòng đóng, NCO sóng mang được điều khiển bởi vòng bám sóng mang (carrier tracking loop) trong receiver processor.  Trong hoạt động của vòng khóa pha (PLL – phase lock loop), mục đích của vòng lặp bám sóng mang là giữ sai pha bằng không giữa bản sao sóng mang và sóng mang tín hiệu đến từ vệ tinh.