GPS课件2-4.ppt

GPS原理及应用 卫星运动及GPS卫星信号 GPS卫星的信号 GPS卫星星历 GPS卫星的伪随机测距码 GPS卫星的伪随机测距码 GPS卫星的伪随机测距码 GPS卫星的伪随机测距码 GPS卫星伪随机噪声码的产生 GPS卫星伪随机噪声码的产生 GPS卫星伪随机噪声码的产生 GPS的测距码信号 GPS的测距码-C/A码信号 GPS的测距码-P码信号 GPS的测距码-P码信号 码分多址技术 GPS的导航电文 GPS导航电文格式 GPS导航电文格式 GPS导航电文格式 GPS导航电文格式 GPS导航电文格式 伪距测量原理 伪距测量原理(15bit) 伪距测量原理(15bit) 伪距测量原理(15bit) 伪距测量原理(15bit) 伪距测量原理(15bit) 伪距测量原理(15bit) GPS卫星信号的构成 GPS卫星信号的构成 GPS卫星信号的构成 GPS卫星信号的构成 GPS卫星信号的构成 GPS卫星信号的构成 GPS卫星信号的构成 GPS卫星信号的构成 GPS卫星信号的构成 GPS卫星信号的构成 GPS卫星信号的接收 GPS卫星信号的接收 GPS卫星信号的接收 GPS卫星信号的接收 码分多址技术 GPS卫星信号的码相关解调 GPS卫星信号的平方解调 伪随机测距信号的跟踪环路 伪随机测距信号的跟踪环路 解扩信号的载波跟踪环路 载波相位测距原理 载波相位测量 多通道载波相位测量 连续跟踪时载波相位测量 美国政府GPS卫星信号的SA政策 美国政府GPS卫星信号的SA政策 用户针对SA的措施 用户针对SA的措施 用户针对SA的措施 作业 C/A码：f0/10 P码： f0 D码：C/A码/20 f1=f0*154 f2=f0*120 C/A码⊕数据： P码⊕数据： 异或运算 伪码扩频 双相相移键控调制BPSK 信号波形与码状态 A：信号波形 B：信号序列 相移调制 信号波形与码状态 相位的突变 a： L1载波 b： L1载波90移相 C: P码⊕数据 d: C/A码⊕数据 e: P码⊕数据L1调制 (0o相位) f: C/A码⊕数据L1调制 (90o相位) e: P码⊕数据L1调制 (0o相位) f: C/A码⊕数据L1调制 (90o相位) g: 已调L1信号 L1已调制信号： L2已调制信号： 天线： 前置放大器： 基频振荡器： 频率综合器： 下变频器： A/D： AGC： 数字接收机通道： 接收机处理器： 导航处理器： 用户接口： 稳压电源： 天线： 频率：L1：154f0、L2：120f0 带宽：2.046MHz、20.46MHz 极化：右圆极化(RHCP)，接近半球增益覆盖 形状：从螺旋线到微带天线 抗干扰要求 解扩： 所谓码分多址，就是针对不同的GPS卫星，预先指定使用不向结构的伪随机码。当接收某颗卫星信号时，用户只要在接收机内产生与该卫星的伪码结构相同的本地跟踪码，并让本地跟踪码移位，直到与卫星伪码对齐，即相关函数为“1”。此时、对于其他卫星的伪码，由于与跟踪码结构不同，故相关函数值很小。设认Ps为要接收的卫星信号功率，Pj为其他卫星信号功率，接收机输出的“信号/干扰”功率之比为： (Ps△f)/(Pj△F)=k(Ps/Pj) △f=10.23MHz, △F=50Hz, k=2*105 =53dB ； △f=1.023MHz, △F=50Hz, k=2*104 =43dB 据此，可以将所需要的GPS卫星信号捕获并一直跟踪接收。 鉴相器的鉴相特性： 选择可用性(selective availability) 基准频率的δ技术： 导航电文的?技术： P码的加密技术 基准频率的δ技术 C/A码：f0/10 P码： f0 D码：C/A码/20 f1=f0*154 f2=f0*120 建立GPS卫星测轨系统，精度可达分米级 发展其它卫星定位系统 发展GPS技术，如差分GPS：DGPS 2000年5月1日，克林顿宣布停止实施SA技术 * * 卫星的星历信号 卫星的测距信号 描述卫星运动的轨道信息 预报星历 开普勒轨道参数(6)和轨道摄动修正项(9) 参考时刻、星历龄期 外推得到、实时 后处理星历 由地面跟踪站的精密数据计算得到 、非实时 非实时、精度高 利用到达时间测量值测距； 确定信号与随机信号的概念 函数描述与概率描述 n(t) n(t) p(n) 自相关函数的概念 随机信号的自相关函数 随机信号周期：