飞扬科技
u-blox
 
首页  |  RISE产品 | 平板电脑 |  u-blox产品设计  | 软件下载 | u-blox简介|  GPS方案  |  样品采购  |   
 
最新资讯
122.gif


这是GPS史上第一次评测,我们收集国际市场最主流的行业资讯,对主流的GPS进行相应的评测,以帮助客户更透彻的了解这个变幻莫测的新市场.....


GPS设计的重点在哪里?成功的GPS产品有哪些共同的设计上的优势?我们将为你解开这个迷团



作为GPS数据回传的主要途径,GPRS模块发挥了重要的作用,我们将向大家介绍主流的GPRS模块采购与选型指南....



收集市场主流GPS导航用的LCD液晶屏资讯,进入液晶屏的丰富多彩的导航资讯生活新世界,资料收集整理中....



GPS附件零部件的性能往往是很多人忽略的,但是它会影响到整机的GPS性能,我们今天对它进行详细的了解....



这是GPS史上最浓重的一墨,也是u-blox公司沤心历血近三年最强悍的GPS模块,我们将对其进行最详细的说明,让读者一睹为快这款世界上最强大的民用级GPS产品的迷人风采.....



LEA-5H及AEK-5H正式版本到货,这预计u-blox的第五代GPS模块产品及ublox-5系列产品正式进入大批量的量产阶段,这将是2008年头条重磅新闻,GPS业界将进行新的革局.....

u-blox GPS产品最新信息
122.gif


这里将详细介绍专业测量领域的GPS系统

GPS天线选型
GPS电源器件选型
GPS 常用高速ARM及其他CPU选型
GPS LCD液晶屏选型
GPS 陀螺仪选用 
u-blox公司上市美国SIRF汗颜

日本Topcon公司介绍
122.gif

这里将日本Topcon公司介绍及Topcon公司公司产品情况,并分析了Topcon公司的产品线及未来发展方向,提供产业用户比较详细的GPS品牌介绍

日本Topcon公司介绍

  拓普康公司简介

      株式会社拓普康成立于1932年。于二十世纪末已发展成为闻名于世界的光机电技术综合厂家,近七十年间在其固有的领先于世界的光学技术基础上,又不断融合精密机械技术和电子技术,逐步形成了光机电一体的先进精密机械制造体系。运用这一技术和体系,拓普康公司顺应时代的发展,不断推出具有世界先进水平的医疗、眼镜制造设备和测量仪器、信息机械、产业机械,电子产品等。目前,拓普康公司已在全世界设有17家子公司,遍布美国、欧洲、澳洲、中东、亚洲等地区和国家。拓普康产品已被世界上大多数的人们接受和使用,根已深深扎下,未来必将更加枝繁叶茂。

    Topcon 主营业务广泛,产品线长,以测量仪器为主,涵盖如:GPS、全站仪、水准仪、经纬仪等,各产品以其不断创新的技术和卓越的品质,创造了一个又一个销售神话,奠定了Topcon测量仪器在业界的领先地位。

       2007年3月16日,TOPCON公司董事会宣布,关于并购SOKKIA公司的协议事宜已基本达成。

拓普康GNSS接收机及天线性能介绍

1. 40通道全跟踪:GB-1000和Hiper系列接收机具有40个并行通用信道, 最多可跟踪20颗GPS卫星和GLONASS卫星的双频信号。跟踪双频信号时将包括L1 C/A码和载波相位、L1 P码和载波相位、L2 P码和载波相位。所有观测量都是全波长载波。

2. 零相位中心天线: 接收机配备了零相位中心双频GPS+GLONASS天线。天线相位中心的稳定性是高精度测量的重要要求之一,一般天线的相位中心会随卫星相对于天线的运动而改变,这种变化将直接对观测结果带来不良影响。拓普康的零相位中心天线技术采用具有四个馈点的天线设计(这是稳定的相位中心所要求的最小馈点数),从而保障了天线相位中心不会随卫星相对于天线的运动而变化,使其具有高度的稳定性,不会因为天线相位中心的变化影响基线解算的精度。天线中的低噪声放大器还装有良好的、L1和L2分开的滤波器,使天线只接收GPS L1和L2信号,而将所有其他信号滤除,进一步改进了抑制干扰信号的能力。这样便使得拓普康GNSS接收机用于高精度静态相对测量时,可以获得比用其他类型的GPS接收机精度更高的结果。

3. 共同跟踪:这一革命性的专利技术不仅能跟踪低信号场强的卫星(密林中或低仰角),而且也能跟踪高动态和强干扰条件下(低信噪比)的卫星信号。显著增强了接收机锁星、失锁后重捕的能力,以及实时检测和修复周跳的能力,大大提高了观测数据的质量。这项技术使得拓普康GNSS接收机成为了目前唯一能在密林中进行静态测量和RTK测量的GPS接收机。

4. L2信号跟踪:专利L2信号跟踪技术可以在AS条件下跟踪L2的载波。拓普康GNSS接收机使用这项技术和共同跟踪技术可以独立跟踪L1和L2的码和载波。而且其信噪比比其他技术提高了10倍,发生周跳的可能性降低了10倍。此外拓普康GNSS接收机已经具备了跟踪L2 C/A码的能力,一旦GPS卫星发射C/A码信号,拓普康接收机便能跟踪和利用。

5. L2 C/A码观测:拓普康接收机还具备了对L2上的C/A码进行观测所必需的全部硬件。当GPS卫星的L2上的C/A码投入运行后(据美国副总统1999年一月宣布将于2003年开始发射的GPS Block IIF将具有此项功能),用户可以选购L2 C/A码选件。

6. GPS L5观测:当GPS L5投入运行后(据美国副总统1999年一月宣布将于2005年开始发射的GPS Block IIF将具有此项功能),如果不使用GLONASS,拓普康GNSS还可以选择使用GPS L5。

7. 瞬时重捕能力:使用共同跟踪技术,拓普康GNSS接收机在卫星失锁后,可立即实现重捕。如果失锁的时间很短(几秒钟),重捕后也不会发生失锁。

8. 快速锁定和重捕能力:接收机的40个通道中的每一个通道包含四个相关器,在初始搜索和锁定卫星信号时,每一个通道中的每一个相关器都可以独立地像一个通道一样搜索工作,因此每一毫秒可以在160个C/A码芯片上搜索卫星,这比一般24通道的接收机快了13倍。

9. 实时检测和快速修复周跳:共同跟踪技术还可以对暂时失锁后可能发生的整周模糊度计算错误进行检测,并最终对周跳进行修复。

10. 先进多路径抑制技术:为了抑制多路径的影响,除可以采用扼流圈天线外, 接收机内还具有先进的多径抑制技术, 可抑制高于天线(如建筑物和树等)的目标反射回来的多径信号,以及多径距大于几米的多径效应。最大限度消除多路径带来的误差。使得拓普康GNSS接收机是目前唯一能在多径影响严重的地区实现RTK初始化并进行RTK测量作业。

11. 8兆数据存储能力:接收机配备了8兆存储器。按20秒采样记录一次,以平均8颗卫星计算,则大约可记录30小时的双频原始数据。如有必要可增加存储量,最高可升级至1G。

12. 实时动态测量(RTK):配备RTK功能的接收机完全支持RTK操作, 可由用户任意设置为基准站或流动站工作模式。它既支持RTCM104格式,也支持新的CMR(Compact Measurement Record)格式。由于采用了下列先进技术,使得RTK初始化最快,而且在树木遮挡和多路径影响较严重的条件下也能完成初始化,实现厘米精度的RTK作业。RTK初始化时间一般在条件较好时为几秒至1分钟左右,距基准站距离较远或在有树木遮挡的地区RTK初始化时间可能会需要2分钟左右:

*基于先进的天线和信号处理技术,能不受多径影响得到最干净的GPS数据;

*共同跟踪技术实际上消除了未检测到周跳的任何可能性。周跳能瞬间地检测并得到修复;

*精确和有效的算法能求得浮动和固定的整周模糊度解,并算出结果。

*如选配GLONASS选件,可以利用双频GPS/GLONASS系统得到更快和更可靠的RTK结果。

13. 实时数据输入输出(NMEA数据和原始测量数据): 接收机任一串口可输入控制命令、RTD差分数据、RTK差分数据。还可以输出NMEA0183数据、拓普康原始测量数据,还可输出用户定义格式数据。

14. 高数据更新率: 20Hz RTK数据更新率, 20Hz原始数据和定位数据输出。

15. 远程下载软件:远程下载软件可以对基准站用户提供完全的远程控制。包括改变接收机的参数设置、以最快达460,800波特的速率下载数据。远程软件也可以很容易的设置为通过网络对所有的接收机进行数据下载。而且该软件也可以允许用户远程上装固件而不会造成数据丢失。

17. 高质量的参考频率发生器:拓普康接收机的本振是锁定于GPS定时系统上的,这避免了本振频率偏移产生的数据漂移,使其稳定性可以达到25纳秒。拓普康GNSS接收机还使用了低功耗的晶振,加上新的设计,使接收机的性能相当稳定。由于振荡器的跟踪是通过共同跟踪来达到的,所以修正后的输出频率具有很好的稳定度和低噪声性能。

18. 用户定义的信息格式:为了与任何现有GPS接收系统兼容,给用户提供按其需要用户自己定义的信息格式,这可用于实时数据记录。

19. INMARSAT和WAAS功能已经具备:广域差分是正在发展的在更广泛的区域内实现GPS差分改正传送的技术,国际海事卫星INMARSAT也将发送与GPS有关的信号。拓普康GNSS接收机硬件已经具备了接受这些信号的功能。

20. 防水和精致的外壳:接收机采用防水设计,高技术材料制成的外壳,轻便美观,且能经受得住长期在野外恶劣环境中进行测量。

拓普康GNSS双星系统接收机的优势

GNSS(Global Navigation Satellite System)是利用全球的所有导航卫星所建立的覆盖全球的全天侯无线电导航系统。目前可供利用的全球卫星导航系统有美国的GPS和俄罗斯的GLONASS以及未来欧洲的Galileo。拓普康GNSS的双星系统(GPS+GLONASS)接收机是目前条件下GNSS的一个具体实现。拓普康的“模范”芯片,完全有机的将GPS和GLONASS融为一体。拓普康是目前国内唯一可以提供双星系统接收机的厂家。双系统接收机能同时接收GPS和GLONASS两种卫星信号,天上可观测的卫星数量增加了一倍,使得双系统接收机和GPS单星系统接收机相比,具备以下突出特点:

1. 可见卫星数增加一倍
2004年12月,俄罗斯又发射了3颗GLONASS卫星,使GLONASS卫星在轨数达到16颗。俄罗斯和印度合作,在2007年将使GLONASS系统有效运行卫星达到18颗。GLONASS卫星星座组网完成后,可用于导航定位的卫星总数将增加一倍。GPS单星系统在地平线以上的可见卫星数一般为7-11颗;GNSS系统则可达到14-20颗。在山区或城市中,有时因障碍物遮挡,GPS单星系统可能无法工作, GNSS则可以工作。比如,在北纬37º,在10º高度角的条件下,单星系统只有2%的时间有9颗星,但是对于双星系统,则有95%的时间有9颗星,这一点,对于RTK测量尤为重要。当GLONASS满星运行时,拓普康 GNSS将显示出巨大的威力。

2. 观测结果更可靠:
用卫星系统进行测量定位的观测结果的可靠性主要决定于用于定位计算的卫星颗数。由于我们不仅使用GPS卫星,而且使用了GLONASS卫星,卫星的数量比GPS单星系统多了一倍,因此GNSS将大大提高观测结果的可靠性。更为重要的是,当部分GPS卫星发生故障或GPS区域关闭的时候, GPS单星系统无法工作,而我们还有GLONASS,GNSS接收机可以照常工作。


3. 提高生产效率:
在测量应用中,GPS测量所需要的观测时间取决于求解载波相位整周模糊度所需要的时间。观测时间越长或可观测到的卫星数越多,用于求解载波相位整周模糊度的数据就越多,求解结果的可靠性也就越好。为了提高生产效率,常使用快速定位、实时动态测量(RTK)或后处理动态测量;但要满足一定的精度要求,就必须正确求解载波相位整周模糊度。可观测到的卫星数越多,求解载波相位整周模糊度所需要的观测时间就越短,这样GNSS可以提高生产效率,对于静态测量精度更高,观测时间更短;RTK测量,初始化更快,稳定性和可靠性更高。

4. 提高观测结果的精度:
观测卫星相对于测站的几何分布(DOP值)直接影响观测结果的精度。可观测到的卫星越多,则可以大大改善观测卫星相对于测站的几何分布,从而提高观测结果的精度。观测的卫星个数越多,原始观测数据也越多,观测的精度也越高,拓普康GNSS接收机不仅可以接收GPS,而且也接收GLONASS,观测精度当然高于纯GPS系统。

拓普康 GNSS的技术创新

 

GPS是一个相对年轻,但又非常复杂的技术。拓普康拥有多项专利技术,其创新的技术为世界独有和国际领先,使得拓普康成为世界GPS领域的佼佼者。主要的专利技术有:

 

  1. 1. 共同跟踪专利技术

跟踪并锁定卫星,获得准确的测量结果是GPS接收机的主要功能。区分接收机性能的优劣就要看它在所有环境下跟踪卫星的能力和得到的测量数据的类型和质量。

在没有信号干扰且无障碍物的开阔地区跟踪卫星一般不存在困难。但在有干扰或卫星受到遮挡时,仍能正常跟踪卫星则不是一件容易的事。

GPS的应用中,到处都可能遇到来自各种通讯系统、输电线路、雷达、车载无线电设备和其他电磁干扰信号,特别是在城市中使用GPS接收机除了更严重的电磁干扰外,树木和高大建筑物对卫星信号的遮挡带给GPS观测的影响就更为严重了。

一般的GPS接收机对卫星的跟踪是通过单独的跟踪环对每一颗卫星进行跟踪。由于对每颗卫星分别进行跟踪,所以跟踪到一颗卫星,对其他卫星的跟踪没有任何帮助。这样在干扰比较严重和有遮挡的环境下,便无法很好地跟踪卫星并获得优良的测量数据。

拓普康的共同跟踪技术是使用了由一个跟踪接收机坐标和时钟的公共环,以及N个单独跟踪环(跟踪N颗卫星的N个独立载波相位)组成的跟踪系统。为了能够更好地跟踪微弱卫星信号和避免发生周跳,共同跟踪技术在跟踪卫星的载波信号时,还考虑了跟踪信号的下列三种动力学特性:

 

 

 

 

  1. 1.        卫星运动的动力学特性,
  2. 2.        接收机运动的动力学特性,
  3. 3.        接收机振荡器的动力学特性。

上述三种动力学特性中,卫星运动的动力学特性是最平滑的,它能够以每天几米的精度预报出来,甚至不跟踪卫星而仅仅依靠预报,在一个小时以内所得到的结果,误差也不会大于1米。接收机运动的动力学特性是不可预知的,接收机时钟的动力学特性也是不可预知的,特别是在接收机受到冲击、震动或温度变化时,这两种动力学特性更是无法预知。接收机时钟的动力学特性即使在接收机没有运动即放在测量点上静止不动时,也会发生变化。

上面三种动力学特性综合到一起,形成一个接收机与卫星间的总的相对动力学特性。好的接收机必须对这种总动力学特性进行跟踪。

GPS接收机跟踪卫星的能力和卫星信号强弱有直接关系。下面是一个类似的例子:在晴朗的夜空里,你可以很容易的观察到一颗明亮的星;如果星的亮度变暗,而且还有不规则的运动,则要跟踪这颗星就比较困难了。假设用肉眼观测亮度较弱的星,如果其运动是平滑的,跟踪它也不会太困难。但是如果你不是站着不动,而是坐在一辆在崎岖的山路上快速行驶的马车上,对同一颗运动的星进行跟踪,则不但要跟踪星的运动,还必须跟踪马车的运动。这时如果有一台仪器不但可以跟踪马车的运动,而且还可以对其进行补偿,即使星变得更暗或者马车行驶在树下星被部分遮挡,你仍然可以连续观察到这颗星。即使由于遮挡暂时看不到这颗星,遮挡消失后又会马上看到这颗星了,因为你可以预报这颗星的平滑运动。

共同跟踪是把跟踪接收机(和其振荡器)的载波动态与跟踪每一颗卫星的载波分离开来。为了跟踪接收机(和其振荡器)的动态,将所有卫星的信号强度组合起来即把跟踪到的所有

 

 

 

 

卫星信号的场强合并到一起,获得总场强值。首先利用这个总场强值的变化,可以计算接收机及其时钟的动力学特性,并进行补偿,然后再根据卫星的信号强度分别对每一颗GPS卫星进行跟踪。这种革命性的技术使得GPS接收机就好像是在非常平稳的平台上跟踪卫星,这就相当于在静止的地面上观测星星,比起运动中观测星星就容易得多了。这样使得我们在树下也能跟踪卫星。被跟踪卫星越多,则可以加在一起并用其来跟踪接收机和时钟的动态特性的信号也就越多,我们越容易跟踪接收机和其时钟的动力学特性。

共同跟踪的作用是不仅能够跟踪信号微弱的卫星(例如:在密林中或低仰角的卫星),而且能在高速运动和具有强干扰(低信噪比)的环境下跟踪卫星信号。

  总之,使用共同跟踪技术后,接收机具有下列优点:

  1. 1.        能够跟踪信号强度较弱的卫星。
  2. 2.        卫星信号受到干扰的情况下,仍能跟踪卫星。
  3. 3.        如果不是许多卫星同时被遮挡,则不会发生周跳,这是因为引起周跳的主要原因——接收机和振荡器的动力学特性——仍被所有卫星形成的综合信号跟踪着。
  4. 4.        当卫星暂时失锁后,卫星能瞬时间被重新捕获到。
  5. 5.        卫星信号的质量提高了10dB

因为接收机及其时钟的动力学特性与卫星的跟踪和捕获是独立的,所以对于信号微弱的卫星初始捕获速度较快。

 

2. 带内干扰抑制专利技术

GPS信号频带内的干扰称为带内干扰,由于无线电频谱越来越拥挤,各种无线电

干扰以及他们的谐波不可避免的落入GPS信号频带内,GPS接收机的工作会受到严重影响,

 

 

 

 

 

 

甚至完全不能工作。拓普康采用一种高效的带内干扰抑制系统,这是一种全数字补偿系统,能够估算干扰信号的参量(带宽、频率、振幅和相位)并对其进行抑制。接收机内有六个单独的这种带内干扰抑制系统,可以同时抑制六种带内的窄带、脉冲、连续波干扰信号,其抑制效果可高达60dB。目前,全世界民用接收机具有带内干扰抑制的只有拓普康一家。

 

3.信号处理多路径抑制技术

GPS接收机除了接收到从GPS卫星直接到达的信号(直达波)外,还同时接收到了来自经周围反射体(地面、水面、建筑物、树木等)反射的GPS卫星信号(反射波),两种信号迭加后将会使观测值偏离真值而产生多路径误差,这就是所谓的多路径影响。多路径影响是GPS测量中一种严重的误差源,将严重损害GPS测量的精度,严重时还会引起信号失锁。通常,采用扼流圈天线可以减小地面以及水面等小于天线高以下的目标反射回来的反射波,但对于从高于天线高以上的目标反射回来反射波却无能力为,拓普康采用一种专利的信号处理算法,极其有效地消除了从高于天线高以上的目标反射回来的反射波的多路径影响。

 

4.零相位中心天线技术

在计算定位结果时,通常用GPS天线的几何中心作为计算的参考点。但是GPS的观测量是以天线的电学相位中心为参考的。因此天线的电学相位中心的稳定性高精度观测中就显得非常重要了。在普通的单一馈源天线中,尽管天线的几何中心可以与天线的电学相位中心精密重合,但当卫星相对于天线的位置发生变化时,天线的电学相位中心的位置也会发生变化。这将严重影响GPS测量的精度。拓普康接收机的天线采用了一种新的技术——四馈源技术,即在天线上安装了四个馈源。采用这种技术,虽然每个馈源在卫星运动时其电学相位中心会产生变化,但四个馈源的综合电学相位中心则是非常稳定的。从而大大提高了GPS测量的精度。

 

 

 

 

 

 

 

  1. 5.AS条件下的GPS L2信号跟踪专利技术

这一专利技术和共同跟踪一起作用,通过共同跟踪环,运用合成的信号作为跟踪的依据,由于从一个频率到另外一个频率无需馈给任何信号,所以可以独立的对L1L2的码和载波进行跟踪。这一技术也有效的改进了信噪比,将周跳出现的概率减小了十倍。

 

  1. 6.多用导航通讯信道专利技术

 

  1. 7.集成扩频无线电Modem专利技术

 

8GPS时间同步专利技术

 

9.高速(32kbps)数据通信专利技术

 

10.新的信道处理专利技术

Topcon GPS+接收机的核心便是最先进“模范”芯片,它是具备40个超级通用信道的GPS/GLONASS模块的、综合了Topcon专利新技术的、完全数字化的GPS/GLONASS通用单片机,且具备双处理器(双CPU)结构。拓普康创新的专利技术带来GPS接收机性能革命性的提高,突出的表现在以下方面:

1.锁星快、跟踪能力强    共同跟踪技术,能10倍的提高跟踪微弱信号的能力,实现密林下跟踪;并能实现AS条件下的L2信号稳定跟踪,使周跳出现率减小了10倍。

2.抗干扰力强    带内干扰抑制技术使得拓普康 GNSS接收机在强干扰环境,如 区仍可正常进行静态和RTK作业。

4RTK初始化快、基本无死点    双星技术使得拓普康 GNSS接收机比其它GPS单星系统接收机多一倍的卫星,大大提高了RTK的应用范围,使得RTK在城区,遮挡严重地区成为可能,实现了RTK基本无死点。

5.精度高    静态3mm+0.5ppm;RTK 10mm+1ppm; 十大专利技术,双星技术使得拓普康 GNSS成为全世界精度最高的GPS接收机。

 

拓普康 GNSS的创新技术不仅仅表现在以上的十大专利技术上,更为突出的表现在拓普康 GNSS接收机在硬件设计上完全实现了软升级,接收机可以从最低配置单频机(G)升级为单频双系统(GG)、双频单系统(GD)、双频双系统(GGD)、双频单系统RTK(GD RTK)、双频双系统RTK(GGD RTK)。而且,GPS的核心固件Firmware也可不断地免费进行升级以提高接收机的性能和实现新的功能。软升级确保了用户的利益和投资,用户完全可以根据自己的需要选购适当配置的GPS接收机,一旦将来需要,则可以升级到所需要的配置,而硬件不需作任何改动,这一点,拓普康一直是领先的。另外,超前的技术设计,L2 C/A码观测,第三民用频率L5支持,广域卫星差分WAAS支持,国际海事卫星INMARSAT支持等,充分的显示了拓普康强大的技术研发实力和远见。

 

 

        






粤ICP备06076881号