技术聊天 | 全球导航卫星系统(GNSS)接收机的内部构造是什么?- 其核心组件解析
2025-05-20
Chloe
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大多数测量员都十分熟悉全球导航卫星系统(GNSS)接收机的各种型号和功能——但你是否曾好奇,在那紧凑而坚固的外壳内部隐藏着什么呢?尽管在外形或制造商方面存在差异,但大多数GNSS实时动态(RTK)接收机都有着共同的内部架构,这种架构旨在确保其在信号跟踪、处理以及电源管理方面实现最佳性能。

在今天的博客中,让我们深入了解一下GNSS接收机的内部结构,并探究其内部的各个关键组件。

 

1. 上部外壳

上部外壳构成了接收机的最外层保护。它通常由增强塑料制成,能抵御物理冲击并适应各种环境条件。其设计还常常考虑到天线的放置和信号传输,以将GNSS信号损失降至最低。

功能:

  • 提供结构完整性

  • 保护内部组件免受水、灰尘和冲击的影响

  • 使用非金属材料时,可保证 GNSS 信号的穿透性


2. GNSS 天线

每台接收机的核心是GNSS天线,它负责捕获来自多个卫星星座的信号。根据接收机的应用场景,其可能会采用大地测量型天线或螺旋天线,以优化信号质量和稳定性。

功能:

  • 接收来自卫星的 GNSS 信号(L1/L2/L5 等)

  • 支持多星座、多频段跟踪

  • 对定位精度和信号稳定性至关重要


3. 屏蔽罩/天线支架

屏蔽罩是一层金属层,直接放置在天线正下方,用于将天线与内部电子元件可能产生的电磁干扰(EMI)隔离开来。

功能:

  • 减少由板级电磁干扰(EMI)引起的信号失真

  • 有助于保持全球导航卫星系统(GNSS)的信号完整性


4. 主板

主板是接收器的 “大脑”。它集成了全球导航卫星系统(GNSS)引擎、处理单元、通信模块(无线电、蓝牙、Wi-Fi、4G)以及惯性测量单元(IMU)。主板负责执行定位算法、处理校正数据,并控制整个系统的所有操作。

功能:

  • 全球导航卫星系统(GNSS)信号解码与实时处理

  • 与通信模块及传感器模块的集成

  • 电源与内存管理


5. 电池

大多数 RTK 接收机都配备了内置可充电电池,可支持长时间的野外作业。电池设计注重容量、能效以及安全的散热性能。

功能:

  • 为所有组件供电

  • 包含电源管理电路,以确保安全性和效率


6. 前面板

前面板是用户与接收器直接交互的界面,通常位于下壳体上。它一般包括状态指示灯、功能按钮,有时还会配备一个屏幕,以便于进行配置和操作。

功能:

  • 显示工作状态(电源、卫星、无线电、蓝牙等)

  • 支持快速启动、停止或模式切换

  • 提升现场使用便捷性


7. 下壳体

下壳体构成了完整的外壳,通常集成了安装系统和外部接口连接器。与上壳体一样,它能确保设备的耐用性和防护性,在某些型号中,它还起到散热的作用。下壳体通常由高强度材料制成,如镁合金或铝合金,其设计旨在承受恶劣的户外环境。

功能:

  • 结构支撑与防护

  • 导热与防水密封

  • 三脚架或标杆安装接口

  • 外部连接器,如 SIM 卡槽、USB 端口、无线电天线接口和电源接口


尽管不同的全球导航卫星系统(GNSS)接收机在设计、功能或品牌上可能存在差异,但其内部架构在很大程度上保持一致,且均以实现特定功能为导向。从上顶部的GNSS天线,到内部的主板和电源系统,每个组件都在实际野外环境中提供稳定的厘米级定位方面发挥着关键作用。

了解这些组件不仅能帮助你为工作选择合适的接收机,还能让你深入理解定位技术是如何在复杂环境中实现如此惊人的精度的。

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