民用GPS接收机可达到的最高更新速率是多少？

我有兴趣了解民用GPS接收机的最大可实现更新率。特别

• 依赖接收机专门的GPS卫星（例如不包括基于IMU运动估计插值）
• 假设限制（即排除可行性问题，例如处理能力）
• 锁定后的更新速率（例如TTFF）

我发现最快的民用接收器芯片的更新速率为50Hz，例如Venus838FLPx。

根据这个 stackexchange 线程中的 alex.forencich ，它可能是“相当高”：

很难将位置更新速率固定在卫星上，因为它们全部在接收器中。卫星以50位每秒的速度和1.023 MHz的CDMA码片速率简单地发送轨道星历数据和一天中的时间，所有这些都精确地锁相到原子频率标准。GPS接收器在CDMA扩展码上保持锁定，并使用该锁定来确定卫星之间的到达时间差。首先获得锁定需要一段时间，但是之后可以以相当高的频率更新位置。我不确定这的上限是多少。

当然，这与民用接收器的CoCom速度和高度限制无关。

这就是我所发现的。

限制因素是解扩后的低通滤波。如果我们假设噪声功率密度为-204dBW / Hz（噪声温度约为17°C），则在达到-160dBW的L1功率之前，我们只能允许大约25kHz的噪声带宽。我们的积分时间必须至少为1 / 25.000s，以检测来自噪声背景的信号（假设是全向天线）。这是全强度信号的理论极限。

$T$$B_n$ $T=10^{-3}s$$B_n<=18Hz$$B_n/2$

您可以使用定向天线作弊，但为了计算方位角和仰角，您的天线位置需要固定，这与导航系统的目的相矛盾。

现在回到现实：缩短积分时间，使位置定位更加嘈杂。考虑到现成设备的链路预算，超过50次/秒的修复是浪费，除非您确实有很强的信号，否则您得到的仅仅是（相位）噪声。而且计算负担很大，它会像地狱般吞噬电池。

GPS接收器通过维护接收器位置（以及位置的导数）的内部软件“模型”来进行操作。卡尔曼滤波器通常用于根据来自卫星的原始数据使该模型与现实保持同步。

来自每个卫星的信号通常一次集成20毫秒，因为这是来自卫星的PSK数据的比特周期。这意味着该模型每秒可对距每个卫星的距离进行50次原始更新。但是，请注意，来自不同卫星的更新本质上是异步的（它们不会同时发生），因为从头顶上的卫星到地平线上的卫星的路径长度差异也大约为20 ms。每次进行新的卫星测量时，都会使用新信息更新内部模型。

当GPS接收器发出更新消息时，消息中的数据来自模型。接收器可以根据需要随时更新模型，也可以根据需要随时输出位置消息。但是，结果是简单的插值-额外的输出消息中不包含任何新信息。的信息带宽是通过在将原料卫星测量值被馈送到滤波器的速率的约束。

正如Andreas指出的那样，具有较高的输出消息速率并不意味着您可以跟踪更高的接收器动态。如果必须跟踪较高的接收器动态，则必须使用其他信息源，例如IMU。在“紧密耦合”系统中，IMU数据会更新GPS接收器正在使用的相同内部模型，从而使IMU能够“辅助”跟踪各个GPS信号。

这个问题还有一个经济方面。大多数“民用” GPS接收器都受到成本的高度限制，因此，仅使用足够的CPU功率（和电池功率）以满足手边应用（例如汽车或手机导航）的更新速率要求。对于大多数此类应用程序而言，每秒（或更少）一次的更新速率已绰绰有余。需要更高更新率的“军事”应用程序具有更高的材料和功率预算。即使实际的接收器硬件基本相同，GPS接收器的价格也要相应定价，但可能会采用更强大的CPU。