GPS信号格式和导航电文.ppt

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GPS信号
粗测距码(C/A码)
伪噪声码的长度周期:1023bit
码元宽度:
伪噪声码的重复周期:1ms
时钟脉冲速率:
精码(P码)
伪噪声码的长度周期:×bit
码元宽度:
伪噪声码的重复周期:7d
时钟脉冲速率:
可以加密
反欺骗技术(A/S)
GPS信号
导航电文
1500bit播发速率50bit/s
数据
广播星历(S/A)
卫星时钟校正(S/A)
历书数据
电离层校正数据
卫星健康状况
GPS信号
选择可用性技术(S/A)
人为地引入干涉信号,显著地降低非特许用户用GPS信号作实时导航定位测量时的精度。SA技术包括对GPS卫星基准频率所采用的δ技术,对卫星导航电文所采用的ε技术,对P码所采用的译密技术。
δ技术是将卫星的基准频率()施加高频
抖动噪声信号。该信号使由基准频率派生出来的所有
信号都会出现高频抖动,从而造成测距误差和测速误
差。
ε技术是将卫星发送的GPS卫星轨道参数人为地施加
一个慢变偏移,使广播星历精度由原来的15m左右降到
75m以上;达到降低用户定位精度的目的。
GPS信号
反欺骗技术(A/S)
它是将更加保密的W码与P码模二相加形成Y
码。使得非特许用户无法接收载波上的P码。
更不能利用P码实行定位,也不能用P码和C/A码
的相位观测量进行联合测算。
伪距测量
如何将传送的信号进行编码
PRN码产生器
异或二进制函数
线性反馈寄存器
C/A码
P码
如何形成伪距测距
离散自相关技术
在载波上,调制有C/A码、P码(或Y码)的数据码,
完整的信号结构为:
在载波上,只用P码进行双相调制,其信号结构为:
最远的距离=25785×103,发射功率为(+),则接收机接收到的功率为-,如果考虑大气损耗,接收机接收到的信号最小为160dBW
一般条件下,GPS信号到达地面的强度大约为-130dBm/2MHz,室温下的热噪声大约为-111dBm/2MHz,因此,信噪比S/N为-19dB。另外一个表示信噪比的方法是载噪比C/N0(CarriertoNoise),其参考带宽为1Hz。室温下的热噪声为-174dBm/Hz,C/N0=44dB(-130+174)。在这个强度下,信号很容易被处理。
GPS卫星天线增益
GPS接收机接收功率
表L1和L2导航卫星信号的功率预算
下表列出了对于BLOCKⅡGPS卫星来说导航信号功率预算标,此表来自[Townsend,B-277-283]。
参数
L1(P)
L1(C/A
L2(P)
用户最低接收功率
-163dBW
-160dBW
-166dBW
用户天线增益



自由空间传播损耗



总的大气损耗



极化失匹配损耗



所要卫星的EIRP
+
+
+
º最差情况BLOCKⅡ



离轴角
+
+
+
卫星天线所要求的最低输入功率



GPS测距法
载波
f=→λ=20cm→2mm
码元时间
t≈1μs→λ=300m→3m
PRN码
t=1ms→λ=300km→3km
数据位
t=20ms→λ=6E3km→60km
遥测字(TLM)
t=6s→λ=2E6km→20000km