[信息与通信]GPS信号原理.pdf

GPSGPS信号 GPSGPS SkylabMCTechnologySkylabMCTechnologySkylabMCTechnologySkylabMCTechnologyCo.,LtdCo.,LtdCo.,LtdCo.,Ltd SkylabMCTechnologySkylabMCTechnologySkylabMCTechnologySkylabMCTechnologyCo.,LtdCo.,LtdCo.,LtdCo.,Ltd AllenYang WGS84:N22 °3209.70,E114 °0111.71 GPS系统原理GPS系统原理 （一（一）） GPSGPS系统原理系统原理 （（一一）） 当前苏联发射了第一颗人造卫星后，美 国约翰.霍布斯金大学应用物理实验室的研究 人员提出既然可以已知观测站的位置知道卫 星位置，那么如果已知卫星位置，应该也能 测量出接收者的所在位置测量出接收者的所在位置。。这是导航卫星的这是导航卫星的 基本设想。 GPS导航系统的基本原理是测量出已 知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然 后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具 体位置。 GPS系统原理GPS系统原理 （二（二）） GPSGPS系统原理系统原理 （（二二）） 要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所 记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则 通过纪录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘 以光速得到(由于大气层电离层的干扰，这一距离并不 是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距伪距 （PRPR）：当 伪距伪距 PRPR GPSGPS卫星正常工作时卫星正常工作时，，会不断地用会不断地用11和和00二进制码元组成二进制码元组成 的伪随机码 （简称伪码）发射导航信息导航信息。 导航信息导航信息 GPS系统使用的伪码一共有两种，分别是民用的C/A 码和军用的P(Y)码。C/A码频率1.023MHz,重复周期一毫 秒，码间距1微秒，相当于300m；P码频率10.23MHz，重 复周期266.4天，码间距0.1微秒，相当于30m。而Y码是 在P码的基础上形成的，必威体育官网网址性能更佳。 GPS系统原理GPS系统原理 （三（三）） GPSGPS系统原理系统原理 （（三三）） • 导航信息导航信息包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电 导航信息导航信息 离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星 信号中解调制出来，以50b/s调制在载频上发射的。 导航信息信息每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三 信息信息 帧各帧各1010个字码个字码 ；；每每3030秒重复一次秒重复一次，，每小时更新一次每小时更新一次。。 后两帧共15000b。导航信息信息中的内容主要有遥测码、 信息信息 转换码、第1、2、3数据块，其中最重要的则为星 历数据。当用户接受到导航信息信息时，提取出卫星时 信息信息 间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户 的距离，再利用导航信息信息中的卫星星历数据推算出 信息信息 卫星发射信息信息时所处位置，用户在WGS-84大地坐标