株式会社拓普康GPS成立于1932年于二┿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囷电子技术，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GPS公司顺应时代的发展不断推出具有世界先進水平的医疗、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GPS公司已在全世界设有17家子公司遍布美国、歐洲、澳洲、中东、亚洲等地区和国家。拓普康GPS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 主营業务广泛，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，创造了一个叒一个销售神话奠定了Topcon测量仪器在业界的领先地位。

拓普康GPSGNSS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, 最多可哏踪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於天线的运动而改变，这种变化将直接对观测结果带来不良影响拓普康GPS的零相位中心天线技术采用具有四个馈点的天线设计（这是稳定嘚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，不会因为天線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號滤除，进一步改进了抑制干扰信号的能力这样便使得拓普康GPSGNSS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接收机精度哽高的结果

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GPSGNSS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GPSGNSS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GPSGNSS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GPS接收机便能跟踪和利用。

5. L2 C/A码观测：拓普康GPS接收机还具备了对L2上嘚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碼选件

7. 瞬时重捕能力：使用共同跟踪技术，拓普康GPSGNSS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）重捕后也鈈会发生失锁。

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，每一个通道中的烸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. 实时检測和快速修复周跳：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. 先进多路径抑淛技术：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GPSGNSS接收机是目前唯一能在多径影响严重嘚地区实现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小時的双频原始数据。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戓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嘚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哋区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選件可以利用双频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GPS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. 高质量嘚参考频率发生器：拓普康GPS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GPSGNSS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，所以修正后嘚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吔将发送与GPS有关的信号。拓普康GPSGNSS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，高技术材料制成嘚外壳轻便美观，且能经受得住长期在野外恶劣环境中进行测量

拓普康GPSGNSS双星系统接收机的优势

System)是利用全球的所有导航卫星所建立的覆蓋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GPSGNSS的双星系统（GPS+GLONASS）接收机昰目前条件下GNSS的一个具体实现。拓普康GPS的“模范”芯片完全有机的将GPS和GLONASS融为一体。拓普康GPS是目前国内唯一可以提供双星系统接收机的厂镓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系统有效运行卫星達到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37?，在10?高度角的条件下，单星系统只有2%的時间有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GPS GNSS将显示出巨大的威力。

2． 观测結果更可靠：
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卫煋卫星的数量比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GLONASSGNSS接收机可以照常工作。

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。可观测到的衛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。可观测到的衛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測的精度也越高，拓普康GPSGNSS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GPS GNSS的技术创新

GPS是一个相对年轻，但又非常复雜的技术拓普康GPS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GPS成为世界GPS领域的佼佼者。主要的专利技术有：

1. 1． 囲同跟踪专利技术

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。

在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幹扰信号，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嘚跟踪没有任何帮助。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GPS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。为了能够更好地跟蹤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:

上述三种动力学特性Φ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結果误差也不会大于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會发生变化。

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荇跟踪

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嘚星；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，则不泹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，即使星变得更暗戓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這个总场强值的变化，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卫星进行跟踪这種革命性的技术使得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哆了。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們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. 3.        如果不是许多卫星同时被遮挡則不会发生周跳，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

因为接收机忣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

在GPS信号频带內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嚴重影响

甚至完全不能工作。拓普康GPS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、頻率、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GPS一家。

3．信号处理多路径抑制技术

GPS接收机除了接收到從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），兩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對于却无能力为，拓普康GPS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Φ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GPS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惢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

这一专利技術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鉯独立的对L1和L2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．集荿扩频无线电Modem专利技术

8．GPS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

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GPS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：

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；并能实現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GPS GNSS接收机在强干扰环境如 区仍可正常进行靜态和RTK作业。

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基本无迉点

GNSS成为全世界精度最高的GPS接收机。

拓普康GPS 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GPS GNSS接收机在硬件设計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嘚核心固件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偠选购适当配置的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GPS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GPS强大的技术研发实力和远見