什么是接收機的通道channels？  通道數的數量多與少有什么差別？為什么接收機的通道概念重要？

作為GNSS研發工程師，我相信在項目前期選型時一定特別關注GPS芯片模組的定位精度，TTFF，靈敏度等技術指標，但是多數往往會忽視其中的接收機通道數這個技術參數。

以上某一款消費電子類GNSS模組Datasheet為例，其中提到為GPS L1 C/A 分配的最多通道數為12個，同時為其他GNSS系統總共支持的通道數為32 Channels。這里的GPS L1只有12個通道是合理的，因為GPS衛星星座的設計在地面上任意一點能同時觀測到的衛星不超過12顆。如果感興趣這里詳細內容的請持續關注我們，后續的文章會討論。

上圖則是某款專業型的GNSS接收機，可以看到通道數達到了驚人的874個，接收信號的類型分的非常細，除了常見的GPS L1 C/A 還包括L1C(P+D),P1, P2, L2C (L+M)，L5(I+Q)等等信號非常之多。

可以看見普通消費類與專業類測量測繪接收機在接收通道數以及可接收的信號上會有較大差別。

要介紹接收機的通道數概念， 首先得從接收機的內部結構講起，這里主要討論的數字軟件接收機。    

接收機前端天線收到所有可見的GNSS信號，經過帶通濾波器和LNA將帶外的信號濾除并放大后，交由本地振蕩器Reference Oscillator 生成的本征信號進行下變頻而變成更容易處理的中頻IF信號，此時仍然是模擬信號 Analog IF 。最后再由模數DAC轉換器后變成了更具處理優勢的數字中頻IF信號，此后便是基帶數字軟件的優勢天下，基帶復制出每顆衛星PRN相一致的偽碼信號與接收機到的信號進行延遲對比，從而實現對GNSS信號的捕獲和持續跟蹤，進而提取出偽距，載波相位和導航電文等信息解算出時間，位置和速度等交給下一級MCU應用，處理。 

在這整個過程中，由于天線收到的信號除了有用的GNSS信號還有各種同頻射頻干擾信號等無法濾除，而且每顆衛星的多普勒頻移，PRN碼序列以及載波相位都不盡相同。因此迫使接收機必須對各衛星信號進行分別獨立跟蹤與處理。

接收機的軟件數字基帶部分可以采用通道形式，每一個通道獨立的各自處理，捕獲，跟蹤每一顆接收到的衛星信號。

接收機通道數量的N就是它同時觀測接收的衛星信號通道數量，多通道的接收機擁有較多的硬件資源，可以高效的并行處理多顆可見衛星。

接收機的通道數量對其效率和性能有著至關重要的的作用。

·多信號多星座能力：GPS,BDS,GLONASS, Galileo 等都有不同的信號PRN序列，多通道數接收機可以同時處理不同的衛星星座信號，從而提高可靠性和定位精度

·多頻能力：GNSS有各種頻率L1/L2/L5/L6 信號。多通道接收機可以處理不同頻率的信號，從而在射頻干擾，多徑強干擾或障礙物遮擋下仍能持續定位

·多信號調制方式：以GPS L1 為例在1575.42MHz上調制了C/A,L1C, P(Y), M code多個信號，不同的信號有其特有的優勢。具備多通道接收機同時接收這些信號，博采眾長提高定位性能

·多徑抑制：復雜的地形和信號遮擋，在山區，森林，城市高樓等復雜環境中，多通道的接收機能更好的抑制多徑問題，提高惡劣環境條件下信號接收能力，每一個信號都能被接收并識別    

·動態精度：多通道的接收機在高動態運動中也能處理更多數據，從而實現更精確的定位

·差分定位：高精度差分定位是一種提高GPS定位精度的技術，需要基準站和移動站同時觀測足夠多的衛星，在工程測量，土地測繪等領域多通道RTK接收機能實現厘米甚至毫米級別的定位精度，以滿足高進度測量需求。

·首次定位時間：毋庸置疑的多通道的接收機并行可觀測的衛星更多，便可以更快的時間獲得定位TTFF

·可靠性和冗余：多通道的接收機提高了系統冗余性，當某些衛星出現干擾或故障，接收機仍能夠依靠其他可用的衛星進行定位，保證定位的連續性和穩定性

最后我們來看一張GNSS信號的圖標，感受一下GNSS接收機要同時接收處理這些信號的壓力，這何嘗不是每個GNSSer的壓力。    

本文圖片來自網絡

結語

總之，選擇適合自己需求的 GPS 接收機通道數需要綜合考慮應用場景、環境因素、預算和性價比等多個方面。在做出決策之前，可以利用衛星導航模擬器進行測試評估，了解不同通道數接收機的實際性能表現，以便選擇到最適合自己的方案。