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GPS — 工作原理— 3
GPS 工作方式
GPS 有三種工作方式，即：
－ 捕獲方式
－ 導航方式
－ 高度支助方式
－ 懸掛方式
捕獲方式
GPS 接收機尋找并鎖定著一些衛星的信號上。GPS 在開始計算
GPS 數據前必須找到至少4 顆衛星。GPS 還從大氣數據慣性基準系
統（ADIRS）獲得數據，在捕獲方式時GPS 將利用這些從ADIRS 來
的如下數據：
－ 位置
－ 高度
GPS 利用這些數據和內部數據庫計算飛機在現在位置下哪些衛
星可用。有了這些數據GPS 可以較快地進入導航方式。
如果沒有ADIRS 數據可用，GPS 仍能捕獲衛星信號，因為它要
搜尋所有的衛星，所以捕獲方式的時間加長了。當GPS 找到所有這
些衛星后計算那幾個能用。
當ADIRS 數據可用時，捕獲衛星信號所需時間約75 秒；當
ADIRS 不能提供數據時，GPS 就需約4 分鐘（最大10 分鐘）的捕獲
衛星時間。
導航方式
當GPS 捕獲并鎖定了至少4 顆衛星的信號后進入導航方式，在
導航方式時它計算GPS 數據。
高度支助方式
當4 顆衛星可用時，GPS 存貯ADIRS 的慣性高度和GPS 高度之
間的差值。
保存此高度差值是為了當只有3 顆衛星可用時，可以估計出GPS
高度。
在高度支助方式下，GPS 將從ADIRS 得到的飛機高度加上地球
半徑的長度作為第4 個數據。
只有在下列三個條件成立下，GPS 進入高度支助方式：
－ GPS 已在導航方式
－ 只有3 顆衛星可用，并且對定位有較好的幾何位置關系
－ 在GPS 存貯器內存貯著慣性高度和GPS高度之間的差值
當第4 個衛星重新在視野中見到后，GPS 重新恢復正常工作。
34—58—00—010 Rev 4 02/20/1998
737—600/700/800/900 訓練手冊
有效性
YE201 — 28 — 34—58—00
專利（C） 版權所有—詳細參見標題頁
懸掛方式
當衛星信號的覆蓋變壞，在一個短時間（少于30 秒）內GPS 進
入懸掛方式。覆蓋變壞的例子如，雖然原有4 顆衛星的信號可用，但
由于飛機傾斜后丟失了某些衛星信號的接收。
在懸掛方式，GPS 接受從ADIRU 送來的慣性高度、航跡角、地
速等數據。GPS 利用這些數據使得重新達到好的衛星信號覆蓋時，可
以加快使GPS 恢復到導航方式。在懸掛方式時GPS 的輸出為“無計
算數據（NCD）”。
如果在30 秒以上，GPS 不能跟蹤衛星，則GPS 返回到捕獲方式。
GPS 頻率
衛星向飛機發射L1（1575.42 MHz）和L2（1227.6 MHz）兩種
頻率的信號，而衛星向地面監測站發射的衛星狀態數據的下行鏈頻率
為1783.74 MHz。而上行裝載站向衛星發射信息的頻率為2227.5
MHz。
自治完好性極限
GPS 接收機具有接收機自治式完好性監測（RAIM）功能。RAEM
對衛星的工作狀態進近監測，即監測GPS 接收機用以計算數據的那
些衛星狀態。RAIM 功能的輸出是對GPS 位置誤差的估值。自治完
好性監測值送給FMC，FMC 利用此自治完好性監測數據決定GPS
數據是否能用于導航。
GPS 算出值：
－ 緯度
－ 經度
－ 高度
－ 世界協調時（UTC）
－ 日期
－ 北/南飛行速度
－ 西/東飛行速度
－ 垂直速度
－ 航跡角
－ 自治完好性極限
－ GPS 工作狀態
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YE201 — 29 — 34—58—00
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GPS — 工作原理— 3
GPS 方式
飛機高度
距離2
距離3
距離1
距離4
地球
半徑
電源接通
捕獲方式
導航方式
懸掛方式
高度支助方式
見到
4 個衛星
嗎？
衛星
覆蓋
不好嗎？
只有
3 個衛星
嗎？
見到
4 個衛星
嗎？
已過
30 秒了
嗎？
衛星
覆蓋
不好嗎？
見到
4 個衛星
嗎？
高度支助方式
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有效性
YE201 — 30 — 34—58—00
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GPS — 功能說明
電源
從115 伏交流輸入形成各種供應多模式接收機（MMR）的直流
電。
衛星信號處理
GPS 天線首先將衛星信號放大然后送給MMR，在MMR 中的低
噪放大器（LNA）將從天線送來的衛星信號放大，檢波后送給模數轉
換器（A/D），A/D 將數字信號送給微處理器，微處理器計算飛機位
置和其他GPS 數據。GPS 數據輸給下列組件：
－ 近地警告系統（GPWS）
－ 時鐘
－ 飛行管理計算機（FMC—1）
IRS 主提醒組件接收從1 號和2 號GPS 系統送來的數字故障數
據。
輸入
ADIRU 將慣性基準數據通過4 號輸出總線送來供初始化用。
程序銷釘用作ARINC 429 數據的源宿識別碼告訴MMR 的位置
（即1 號或2 號）。
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此時不用
此時不用
GPS 數據
（去時鐘和近地警
告計算機）
GPS 數據
（去1 號FMC 和
IRS 主提醒警告器）
模數
變換
電源
低噪
放大器
本振
離散接口
接收器
微
處
理
器
程序銷釘
　
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