全球導航衛(wèi)星系統(tǒng) (GNSS) 是指使用在軌衛(wèi)星協(xié)助地球設備確定導航信息的系統(tǒng)。接收器通常使用多點定位算法來推斷它們相對于軌道衛(wèi)星的位置。該信息通常由各種定時和軌道參數(shù)組成，接收器可以從中推斷出它們相對于軌道衛(wèi)星的位置。雖然最初是為國防目的而開發(fā)的，但這項技術的實用性現(xiàn)在已經(jīng)看到它部署在各種消費、商業(yè)和工業(yè)產(chǎn)品中。

最初的也是最著名的 GNSS 系統(tǒng)是全球定位系統(tǒng)，由美國政府擁有和運營。GPS 的影響、效用和益處涵蓋了從手機個人導航到飛機導航、建筑勘測和物流的方方面面。該系統(tǒng)的戰(zhàn)略和經(jīng)濟重要性也促使其他國家和聯(lián)盟開發(fā)自己的替代系統(tǒng)，例如伽利略、Global'naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema (GLONASS) 和北斗。

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用于評估接收機性能的關鍵標準包括空間精度、靈敏度和完整性。這一點很重要，因為 GNSS 衛(wèi)星在大約 20,000 公里的高度繞地球運行，發(fā)射功率在 20-240W 之間；這對應于在地球表面測得的接收信號強度約為 -130dBm（或手機信號強度的 0.05% 左右）。此外，信號也在同一頻率上傳輸，地球上的接收器不僅需要檢測信號，還需要恢復編碼信息以處理數(shù)據(jù)。

這要求 GNSS 接收器同時平衡對微弱信號的高靈敏度的競爭要求，并積極濾除指定范圍之外的信號。接收器的靈敏度是性能的關鍵指標，它與可以接收的最小信號強度有關，同時仍確保可以捕獲和解碼編碼數(shù)據(jù)。盡管高靈敏度是高性能的關鍵，但接收器還必須包含一種過濾傳入數(shù)據(jù)的方法。需要這些濾波器來確保接收器不會被不需要的干擾損壞，并可用于增強所需的信號。一旦信號被接收和過濾，編碼數(shù)據(jù)需要針對特定應用進行解碼；這就要求接收方具備處理能力。

上述每個功能通常通過專用的、專用的集成電路 (IC) 來完成。這些 IC 可用于需要 GNSS 的任何地方；從車輛導航到手機，再到需要位置跟蹤的跟蹤物流應用。傳統(tǒng)的 GNSS 接收器是使用這些 IC 設計的，但因此通常不靈活且無法升級，從而只能滿足特定星座頻率的需求，例如 GPS L1。對于那些需要跨多個星座和頻率的靈活性并希望能夠隨著技術進步而升級其接收器的人來說，這帶來了多重挑戰(zhàn)和成本。

傳統(tǒng)的 GNSS 接收器通常僅限于特定的星座，并且延伸到調諧范圍。然而，在使用多個頻率和/或星座的情況下，多 GNSS 功能具有顯著優(yōu)勢。更多的衛(wèi)星不僅提高了系統(tǒng)的連續(xù)性和可用性，還縮短了首次修復時間，并更好地支持在具有挑戰(zhàn)性的地區(qū)（例如極地或山區(qū)）的操作，這些地區(qū)的地形會導致接收器和衛(wèi)星之間出現(xiàn)可見度問題.

GNSS 系統(tǒng)的完整性遠未得到保證——這些系統(tǒng)不僅會受到自然干擾源和大氣現(xiàn)象的影響，還會受到人造源的無線電干擾。由于雜散或有意發(fā)射，這種干擾可能會影響單個或多個頻率。在雜散干擾的情況下，接收器冗余有助于確保正確操作。

然而，傳統(tǒng)接收機在故意競爭環(huán)境中運行時面臨嚴重限制，例如特定頻段可能被干擾或提供虛假或誤導性信息的環(huán)境。這些情況通常要求接收器識別和區(qū)分雜散或虛假發(fā)射與實際的基礎信號。對于關鍵任務應用程序，能夠識別何時在有爭議的環(huán)境中運行是一項基本要求。

在這種情況下，接收來自多個星座和頻率的數(shù)據(jù)，并檢查預期位置和實際位置之間的結果是一個重要屬性。由于傳統(tǒng)的 GNSS 接收器通常是為在無爭議的環(huán)境中運行而開發(fā)的，因此升級這些系統(tǒng)以滿足這一需求會帶來不小的成本和停機時間。越來越多的軟件定義無線電 (SDR) 提供了一種能夠靈活地實施強大算法的能力，這些算法不僅可以識別各種有爭議的環(huán)境，還可以成功地維護鎖定和導航信息。

軟件定義無線電接收器本質上是靈活的，并且允許現(xiàn)在使用軟件更改傳統(tǒng)的硬件定義功能。軟件定義的接收器硬件有兩個部分，使其成為具有吸引力的 GNSS 接收器解決方案。第一個是靈活的無線電前端，它允許用戶調諧到不同的頻率，在許多情況下，可以同時調諧。這些無線電前端還可以提供模擬濾波，以減少附近源造成的干擾。如果 SDR 接收器有足夠的無線電信道，這可以同時在多個頻率和星座上完成。SDR 接收器使它們成為有吸引力的解決方案的第二部分是板載數(shù)字信號處理 (DSP) 功能。許多 SDR 板載某種形式的 DSP，可以處理接收到的信號。該 DSP 還可以對輸入信號進行額外的數(shù)字濾波，以進一步提高質量。

　　這些能力共同提供了一個平臺，能夠經(jīng)濟地提供傳統(tǒng)GNSS接收器的功能，同時允許使用更大的帶寬。總之，它們允許在接收器上實現(xiàn)更復雜的算法，并且還為隨著新的處理技術和技術的發(fā)展而快速升級它們提供了一種手段。這些軟件定義的系統(tǒng)為全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)創(chuàng)造了一整套新的可能性，任何全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)項目都應予以考慮。