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GPS 原理及其应用第三章卫星运动及 GPS 卫星信号 GPS 卫星的信号结构 GPS 原理及其应用 GPS 卫星信号结构卫星运动及 GPS 卫星信号> GPS 卫星信号结构 GPS 原理及其应用概述? GPS 卫星信号的组成部分–测距码( Ranging Code ) ? C/A 码(目前只被调制在 L1 上) ? P(Y) 码(被分别调制在 L1 和 L2 上) –载波( Carrier ) ? L1 ? L2 –导航电文( Message ) ? GPS 卫星信号的生成–关键设备:原子钟卫星运动及 GPS 卫星信号> GPS 卫星信号结构> 概述 GPS 原理及其应用 GPS 卫星的基准频率 f 0?由卫星上的原子钟直接产生?频率为 ?卫星信号的所有成分均是该基准频率的倍频或分频 1 0 1 2 0 2 000 154 ; 120 ; / 10 ; ; 20460000 50 L L L L f f f f C A f P f f Hz ??? ?? ?? ?? ?? ??? ?? ? ?码码率码码率卫星(导航)电文码率卫星运动及 GPS 卫星信号> GPS 卫星信号结构> GPS 卫星的基准频率 GPS 原理及其应用测距码?作用–测距——观测站与卫星之间的距离?性质–伪随机噪声码(PRN - Pseudo Random Noise) –自相关函数: –r级移位寄存器所产生的 m序列,在一个周期内码元个数: –m序列的最大周期为: , Nu 为码长卫星运动及 GPS 卫星信号> GPS 卫星信号结构> 测距码 GPS 原理及其应用测距码目前: ? C/A 码(Coarse/Acquisition Code) ——粗码/捕获码;数码率: ;周期: 1ms ;1周期含码元数: 1023 ;码元宽度: ;仅被调制在 L1 上; ?特点:码长短,易于捕获;码元宽度大,测距误差大; ?P码(Precise Code) ——精码;数码率: ;周期: 267 天; 1周期含码元数: ×10 14;码元宽度: ;被调制在 L1 和 L2 上; 现代化后: ?在 L2 上调制 C/A 码; ?在 L1 和 L2 增加调制 M码; 卫星运动及 GPS 卫星信号> GPS 卫星信号结构> 测距码 GPS 原理及其应用测距方法?双程测距用于电磁波测距仪?单程测距用于 GPS 卫星运动及 GPS 卫星信号> 测距方法 GPS 原理及其应用码相关伪距测量原理?距离测定的基本思路: ?通过调整自相关函数 R(t )的值,测定测距码信号由卫星到达测站的传播时间。卫星运动及 GPS 卫星信号> 码相关伪距测量原理(教材 P68) 信号传播时间 ctc??????? GPS 原理及其应用码相关伪距测量原理?利用测距码测距的必要条件–必须了解测距码的结构?利用测距码进行测距的优点–采用的是 CDMA 技术–易于捕获微弱的卫星信号–可提高测距精度–便于对系统进行控制和管理每颗 GPS 卫星都采用特定的伪随机噪声码微弱信号的捕获卫星运动及 GPS 卫星信号> 码相关伪距测量原理 GPS 原理及其应用伪距测量的特点?优点–对信号强度要求不高–定位速度快?缺点–精度低卫星运动及 GPS 卫星信号> 伪距测量的特点