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GPS 课程结课论文一、 C/A 码生成 GPS 信号中的 C/A 码,其实是一种 Gold 码,即通过两个 m序列相加得到的, 这里的相加和我们常见的加法不同,是一种模 2 加。 GPS 系统的官方文档 IS-GPS-200D 给出了产生 C/A 码的原理。图 C/A 码生成原理图 C/A 码由两个 m序列构成,分别被称为 G1 序列和 G2 序列,每一个卫星使用唯一的 C/A 码是通过将 G1 序列和一定相位延迟的 G2 序列模 2加得到。 中有两个移位寄存器,每一组的寄存器数目为 10 个,一个寄存器组对应于 1GP , 另一组对应于 2GP 。移位寄存器的工作时钟来自于原子钟的 z的10分频, 即 。由图 的抽头设置可以看出 G1 和 G2 的生成多项式[1]为 3 10 11 G P x x ? ??(2-1-4) 2 3 6 8 9 10 21 G P x x x x x x ? ??????(2-1- 5) 两个移位寄存器 G1 和 G2 的初相是全“1”且预先存入寄存器。卫星 ID号是根据 G2 产生器的两个输出位置来决定的。 GPS 系统在最初设计时选择了 37 个 PRN 码,其中第 1~ 32供空间卫星使用,第 33~ 37为地面应用保留。 Gold 码被选做 GPS 信号的扩频序列是因为它的一些特性,其中最重要的就是它们的相关特性。 C/A 码具有两个重要相关特性[9]: ( 1)几乎没有互相关性:所有的 C/A 码相互之间几乎没有相关性,如图 所示; (2 )图 中可以看出:除了零延时,所有的 C/A 码几乎与自己都没有相关性,这一特性使我们很容易找出何时两个码是严格对齐的。 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 0 200 400 600 800 1000 1200 滞后码片 R图 PRN1 和 PRN2 C/A 码的互相关 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 0 200 400 600 800 1000 1200 滞后码片 R图 PRN1 C/A 码的自相关二、坐标系之间的转换在 GPS 导航系统中,卫星位置是用 ECEF 坐标,而用户位置经常用便于记忆的经纬度表示方法,所以需要对这两种坐标进行转换 ( ECEF )坐标系 ECEF ( Earth-Centered Earth Fixed )坐标系以地球椭球的中心点为原点,Z 轴指向地球的自转轴北极,X轴指向格林尼治首子午面与赤道的交点,Y轴位于赤道面上,且按右手系与 X轴呈 90?夹角。某点位置可用盖点在各个轴上的投影(X,Y,Z)来表示。 ( WGS 84)坐标系 GPS 定位系统中所采用的是 WGS 84世界大地坐标系。 WGS 84坐标系提供了地球形状的撱球模型,其坐标系的原点是地球质心;Z轴指向国家时间局( BIH ) 定义的协议地球极( CTP )方向;X轴指向 的零子午面和 CT P 赤道的交点; Y轴与 Z、 X轴构成右手坐标系。已知目标的大地经度、纬度和高度分别为 L 、B