GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文和衛(wèi)星信號(hào)

基本內(nèi)容：導(dǎo)航電文的定義、內(nèi)容；碼、比特、隨機(jī)碼、偽隨機(jī)碼的概念；C/A碼、P碼的產(chǎn)生、數(shù)字指標(biāo)。 重點(diǎn)：導(dǎo)航電文的定義、內(nèi)容；偽隨機(jī)碼的概念；C/A碼、P碼的產(chǎn)生、數(shù)字指標(biāo)。 難點(diǎn)：偽隨機(jī)碼的的產(chǎn)生

GPS信號(hào)的組成部分： 載波： L1 L2 測(cè)距碼： C/A碼（目前只被調(diào)制在L1上） P(Y)碼（被分別調(diào)制在L1和L2上） 衛(wèi)星（導(dǎo)航）電文

GPS衛(wèi)星信號(hào)的生成： 關(guān)鍵設(shè)備——原子鐘

GPS信號(hào)的產(chǎn)生： 由衛(wèi)星上的原子鐘直接產(chǎn)生 基準(zhǔn)頻率f0為10.23MHz 衛(wèi)星信號(hào)的所有成分均是改基準(zhǔn)頻率的倍頻或分頻 作用： 搭載其他調(diào)制信號(hào) 測(cè)距 測(cè)定多普勒頻移

類型： 目前： 現(xiàn)代化后： **衛(wèi)星信號(hào)的調(diào)制：**在數(shù)字通訊技術(shù)中，為了有效的傳播信息，一般均將低頻信號(hào)加載到高頻的載波上，這時(shí)原低頻信號(hào)稱為調(diào)制信號(hào)，而加載信號(hào)的載波就稱為已調(diào)波。gps信號(hào)調(diào)制，是采用調(diào)相技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。

調(diào)制過程：

碼： 表達(dá)信息的二進(jìn)制數(shù)及其組合 隨機(jī)噪聲碼： 每一時(shí)刻，碼元是0或是1完全是隨機(jī)的一組碼序列，這種碼元幅值是完全無規(guī)律的碼序列，稱為隨機(jī)噪聲碼序列。 特性：良好的自相關(guān)性、無編碼規(guī)則，不能復(fù)制

**偽隨機(jī)噪聲特性：**良好的自相關(guān)性、具有編碼規(guī)則，可以復(fù)制

GPS偽隨機(jī)碼（PRN）

GPS載波信號(hào)： 兩種頻率的正弦波

測(cè)距碼的調(diào)制與解調(diào) 在數(shù)字通訊技術(shù)中，為了有效地傳播信息，一般均將低頻信號(hào)加載到高頻的載波上，這時(shí)原低頻信號(hào)稱為調(diào)制信號(hào)，而加載信號(hào)后的載波就稱為已調(diào)波。GPS信號(hào)調(diào)制。是采用調(diào)想技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。 載波相位測(cè)量原理 載波測(cè)距特征 特點(diǎn)： 所選擇的頻率有利于測(cè)定多普勒頻移 所選擇的頻率有利于減弱信號(hào)所受的電離層折射影響 選擇兩個(gè)頻率可以較好地消除信號(hào)的電離層折射延遲（電離層折射延遲于信號(hào)的頻率有關(guān)） 優(yōu)點(diǎn)： 減少擁擠，避免“撞車” 適應(yīng)擴(kuò)頻，傳送

GPS偽隨機(jī)碼（PRN）測(cè)距原理 1.衛(wèi)星依據(jù)自己時(shí)鐘（鐘脈沖）發(fā)出某一結(jié)構(gòu)的測(cè)距嗎，經(jīng)過Δt時(shí)的傳播到達(dá)GPS接收機(jī)。 2.接收機(jī)在自己鐘脈沖驅(qū)動(dòng)下，產(chǎn)生一組結(jié)構(gòu)完全相同的復(fù)制碼。 3.通過時(shí)延器使之延遲時(shí)間τ，對(duì)兩碼進(jìn)相關(guān)比較。 4.直至兩碼完全對(duì)齊，相關(guān)系數(shù)R（t）=max=1，則該時(shí)間延遲τ即為傳播時(shí)間Δt（τ=Δt）。 5.距離р=c﹒Δt=c﹒τ。

作用：測(cè)距 性質(zhì)： 為偽隨機(jī)噪聲碼 不同的碼（包括末對(duì)齊的同一組碼）間的相關(guān)系數(shù)為0或1/n（n為碼元數(shù)） 對(duì)齊的同一組碼間的相關(guān)系數(shù)為1。

類型： 目前 現(xiàn)代化后：

衛(wèi)星導(dǎo)航電文 作用：向用戶提供衛(wèi)星軌道參數(shù)、衛(wèi)星鐘參數(shù)、衛(wèi)星狀態(tài)信息及其它信息 基本結(jié)構(gòu)

基本內(nèi)容： 遙測(cè)字： 每一子幀的第1個(gè)字 用作捕獲導(dǎo)航電文的前導(dǎo) 交接字： 每一子幀的第2個(gè)字 主要內(nèi)容：Z計(jì)數(shù) 第一數(shù)據(jù)塊 第1子幀的第3~10個(gè)字 內(nèi)容： WN-GPS周 L2所調(diào)制測(cè)距碼標(biāo)識(shí)符-“10”表示C/A碼，“01”表示P（Y）碼 傳輸參數(shù)N-URA TGD-信號(hào)在衛(wèi)星內(nèi)部的時(shí)延 星鐘數(shù)據(jù)齡期AODC 星鐘改正參數(shù)a0（鐘偏），a1（鐘速），a2（鐘漂） 第二數(shù)據(jù)塊 第2、3子幀的第3~10個(gè)字 內(nèi)容： 該發(fā)送信號(hào)衛(wèi)星的星歷——廣播星歷 星歷參數(shù) 第三數(shù)據(jù)塊 第4、5子幀的第3~10個(gè)字 內(nèi)容：所有衛(wèi)星歷書（概略星歷） 第三數(shù)據(jù)塊的內(nèi)容每12.5分鐘重復(fù)一次 干擾信號(hào) 認(rèn)為引入干涉信號(hào)，導(dǎo)致非特權(quán)用戶不能夠獲得高精度實(shí)時(shí)導(dǎo)航定位的秘密方法。

GPS用戶接收設(shè)備 主要包括GPS接收機(jī)及其天線、微處理機(jī)及其終端設(shè)備以及電源等。其中接收機(jī)和天線是核心部分，習(xí)慣上統(tǒng)稱為GPS接收機(jī)。主要功能是接收GPS衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，并進(jìn)行處理，獲取導(dǎo)航電文和必要觀測(cè)量。 工作原理： 1.接收機(jī)接收衛(wèi)星發(fā)射的測(cè)距碼并產(chǎn)生相同的復(fù)制碼； 2.接收碼比復(fù)制碼滯后一段時(shí)間； 3.時(shí)延器將復(fù)制碼延后（向后位移），直到于接收碼對(duì)齊為止，記錄延后時(shí)間，即為電磁波在星站間傳播所用時(shí)間。 GPS信號(hào)接收機(jī) GPS接收機(jī)的結(jié)構(gòu) GPS接收機(jī)的類型 GPS 的信號(hào)通道 是GPS衛(wèi)星信號(hào)經(jīng)由天線進(jìn)入接收機(jī)的路徑 是軟硬件的結(jié)合體 所用是跟蹤、處理和量測(cè)衛(wèi)星信號(hào)，獲取工作所需的數(shù)據(jù)和信息

信號(hào)通道的類型： 根據(jù)跟蹤方式： 序貫通道 多路復(fù)用通道 多通道

根據(jù)工作原理： 碼相關(guān)通道 平方型通道 碼相位型通道 GPS接收機(jī)的天線 作用： 接收來自衛(wèi)星的信號(hào) 放大 進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換 用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行跟蹤、處理、測(cè)量

天香的相位中心： 天線的幾何中心與相位中心： 幾何中心 相位中心 相位中心偏差 天線相位中心的變化： 與信號(hào)的高度角有關(guān) 與信號(hào)的方位角有關(guān) 相同類型的天線具有相同的相位中心特性