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目前，全球定位系统GPS(Global Positioning System)已广泛用于各个行业，作为先进的测量手段和新的生产力，已成为测绘领域的基础和重要技术支持，对测绘行业的发展是一次划时代的变革。
地球物理勘探野外工作在进行地球物理场测量的同时，需进行点位及其高程测量。GPS定位技术与常规测量技术相比，具有观测站间无需通视、速度快、测量组人员投入少等优势，已成为物探测地工作首选。
地球物理勘探测量中，要求平面定位精度小于±3米。目前，市场上低价格GPS接收机的精度不能保障；高精度GPS接收机可满足精度要求，但价格昂贵。为满足地球物理勘探测地需求，地球物理勘探者往往必须选用高精度GPS接收机，但增加了勘探成本。针对目前GPS接收机发展现状，本文旨在研制一种专用GPS接收机，要求价格适中、能实时定位、且在短时间内单机定位精度能达到1～3米，满足大多数地球物理勘探测地精度需求。
GPS-OEM(Original Equipment/Entrusted Manufacture)板具有性能优越、价格低廉、轻巧灵便、便于自主专项开发等特点。利用这类GPS-OEM进行二次开发，设计相应接口软件、适配显示器、键盘等用户终端与控制处理器，构成GPS一体化接收机，已成为一种发展趋势。通过调研，选用一种GPS-OEM板，与一种蝶形接收天线配合使用时，单机定位精度能达到1m左右，为进一步设计提供了基本依据。
在了解一般GPS接收机系统工作原理和研究DSP系统设计的基础上，提出实时定位GPS接收机设计总体方案。该接收机由GPS数据接收、核心处理单元及两者的接口三部分组成。其中，GPS数据接收部分采用选定的GPS-OEM板设计，核心处理单元采用TI公司的DSP，接口部分主要由转换芯片及相应软件组成。
具体实现过程中在硬件方面，完成DSP系统设计、DSP与OEM模块接口设计，并给出详细的电路原理图和PCB图。在软件方面，完成DSP主程序、接收子程序、数据处理子程序、存储和显示部分子程序、CPLD逻辑控制程序设计以及坐标转换程序。此外，编写了DSP固化程序。
本文采取静态、动态测试方案，利用圆概率半径(CEP)分析法，在MATLAB编程平台上详细分析定位精度。结果表明，新月-HC12A OEM板能达到系统设计要求，在天气情况良好的条件下，单机定位精度小于1m，满足实际需要。另外，仿真分析均值滤波和卡尔曼滤波方法对定位精度的影响，有效提高了单机定位精度。
本文通过对接收机系统的研究和设计，主要得到以下结论：
(1)选用的GPS-OEM定位精度满足设计需求。单机静态测试结果表明，与蝶形接收天线配合使用，GPS-OEM板单点定位精度小于1m，4次动态测试结果表明，接收机导航最大偏差也在1m内，满足大多数地球物理勘探工作的平面测量精度要求。
(2)设计GPS接收机系统整体思路正确。实现了用中低档GPS-OEM和较好的接收天线研制高精度GPS接收机，为设计者提供借鉴，表明选用中低档GPS-OEM设计单点定位精度较高、价格适中的GPS接收机思路正确。
(3)提出的整体设计方案可行。选用TMS320VC5416 DSP芯片满足实时性要求，所设计的DSP模块电路满足系统要求，达到实时定位功能要求，且能实现坐标转换等复杂运算，表明选用DSP芯片和GPS-OEM板开发设计GPS接收机方案可行。
本文最后提出不足和建议。