GPS测量原理及应用：03 GPS组成及信号结构.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 测距码 * 测距码 (3)随机噪声码:每一时刻,码元是0或是1完全是随机的一组码序列, 这种码元幅值是完全无规律的码序列,称为随机噪声码序列。它是一种非周期序列,无法复制。但是,随机噪声码序列却有良好的自相关性, GPS码信号测距就是利用了GPS测距码的良好的自相关性才获得成功。 * 测距码 (4)伪随机噪声码(Pseudo Random Noise-PRN ) 虽然随机码具有良好的自相关特性,但由于它是一种非周期性的码序列,没有确定的编码规则,所以实际上无法复制和利用。因此,为了能够实际应用,GPS采用了一种伪随机噪声码( Pseudo Random Noise- PRN ),简称伪随机码或伪码。这种码序列的主要特点是:不仅具有类似随机码的良好自相关特性,而且具有某种确定的编码规则。它是周期性的、可人工复制的码序列。 * * 测距码 作用 测距 性质 为伪随机噪声码（PRN － Pseudo Random Noise） 不同的码（包括未对齐的同一组码）间的相关系数为0或1/n（n为码元数） 对齐的同一组码间的相关系数为1 * C/A码 码率：1.023MHz； 周期：1ms； 1周期含码元数：1023； 码元宽度：293.05m； 仅被调制在L1上 特点： 由于C/A码的码长较短,易于捕获,而通过捕获C/A码所得到的信息,又可以方便的捕获到P码,所以,通常称C/A码为捕获码。 C/A码的码元宽度较大,假设两个序列的码元对齐误差为码元宽度 的1/10~1/100,则这时相应的测距误差可达29.3~2.9 m。由于其精度较低,所以C/A码也称为粗码 (Coarse Acquisiton Code) 。 作用 捕获卫星 粗略测距 * P码 码率：10.23MHz； 周期：7天； 1周期含码元数：6187104000000； 码元宽度：29.30m； 被调制在L1和L2上 P码的码速率为C/A码的10倍，码元宽度为C/A码的1/10，可以较精确地测定从接收机至卫星的距离，也被称为精码。 * 其它码 Y码 原因：防止敌对方对美国军方用户进行电子欺骗和电子干扰 产生方法：将P码与W码进行模二相加,以代替P码 L2C码 L2C码的码速率为1.023 MHz,由L2 CM码和L2 CL码组成 L5码 频率：1176.45Mhz；码速率：10.23MHz；码元宽度：29.3m 其它码 M码 供美国军方使用的必威体育官网网址码,其生成方 法及码的结构不对外公开 优点: 信号捕获更加快捷、稳定 抗干扰力更强 有利于使用基于信息的通信协议 * * GPS现代化后测距码的变化 在L2上调制C/A码 在L1和L2增加调制M码（军用码） 增加第三民用频率（L5） 3. 导航电文 * * 卫星（导航）电文 作用：向用户提供卫星轨道参数、卫星钟参数、卫星状态信息及其它信息 基本结构：字(30bit)、子帧(10个字)、主帧(5个子帧)、导航电文(25个主帧) 卫星（导航）电文 导航电文的基本单位叫帧。一帧导航电文长1500bit,含5个子帧。而每个子帧又分别含有10个字,每个字含30bit,故每一子帧共含300bit。导航电文的传播速率为每秒50bit,所以播送一帧电文的时间需要30s,而一子帧的持续播发时间为6s。 * * 卫星（导航）电文 基本内容 * 卫星（导航）电文 遥测字（TLM – Telemetry Word） 每一子帧的第1个字 用作捕获导航电文的前导 交接字（HOW – Hand Over Word） 每一子帧的第2个字 主要内容：Z计数 * 卫星（导航）电文 第一数据块 第1子帧的第3~10个字 内容： WN – GPS周 L2所调制测距码标识符 – “10”表示C/A码，“01”表示P(Y)码 传输参数N – URA：表明使用该卫星进行定位可能达到的精度 TGD – 信号在卫星内部的时延 星钟数据龄期AODC：代表了卫星钟改正数的置信度;时间越长,可信度越低。 星钟改正参数：a0（钟偏），a1（钟速），a2（钟漂） * 卫星（导航）电文 第二数据块 第2、3子帧的第3~10个字 内容：该发送信号卫星的星历 － 广播星历 第三数据块 第4、5子帧的第3~10个字 内容：所有卫星历书（概略星历） 第三数据块的内容每12.5分钟重复一次 * Thanks for Your Attention! * * * * * * * * * * * * * * [节] 要点 GPS的特性 受美国控制 卫星系统 作用是用于导航、定位和授时 全天侯、连续、实时、三维 * GPS测量原理及应用 第三章：GPS的组成及信