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1、子情境3 GPS卫星的测距码信号,1、GPS卫星信号概述 载波信号： L1 1.57542GHz。 L2 1.22760GHz 。 测距码信号：C/A码，P码。 数据码信号：导航电文。,2、码的概念及其产生,1）码的基本概念 码表达不同信息的二进制数及其组合。（波形与序列见下一幻灯片。） 码元一位二进制数叫一个码元。 编码用二进制数表示信息的过程。 信息量某种事物有2r种类型，可用r位二进制数表示，即含有r比特的信息量。 信息的传输速度单位时间内传输的比特数。 码元宽度传输一个码元所用时间。 绿色三概念应牢固掌握,符号与波形,模二加法：,二进制码的模二加法等价于电位的乘法。 码序列将r比特的二
2、进制数看作是由0、1组成的序列。 2）随机码在一个码序列中，0和1出现的概率相等，而某一码元是0或是1却是随机的，事先无法确定的，这样的码序列叫随机码。 随机码特点：非周期性序列；自相关性好；无法复制。 自相关性用自相关系数表示， 自相关系数将U（t）平移k个码元，平移后与平移前两序列相同码元个数A，相异个数B，（A-B）/（A+B）叫自相关系数，用R（t）表示。 自相关性好原码与复制码对齐R（t）=1，不对齐0。,自相关系数： 11101001110100 11101001110100 R（t）=(3-4)/7=-1/7。 11101001110100 11101001110101 R(t)
3、=(3-4)/7=-1/7,3）噪声码,信号强度远低于噪声强度的信号码。优点： 耗能少；隐蔽性好。 4）伪随机噪声码及其产生 伪随机码有良好的自相关性且按周期重复出现的二进制码。 产生：多级反馈移位寄存器（P38）；也可用程序产生。 111100010011010111100010011010,码的产生,状态号 各级状态1，2，3，4 输出 1 1 1 1 1 1 周日子夜零时置1脉 冲与钟冲1同时作用 2 0 1 1 1 1 钟冲2 3 0 0 1 1 1 钟冲3 4 0 0 0 1 1 钟冲4 5 1 0 0 0 0 钟冲5 6 0 1 0 0 0 钟冲6 7 0 0 1 0 0 8 1
4、0 0 1 1 9 1 1 0 0 0 10 0 1 1 0 0,四级移位寄存器产生的伪随机码的特性,码序列：111100010011010111100010011010 钟频：fc ; 码元宽度：0=1/ fc ； 码长：Nu=24-1=15bit；周期：T=0. Nu ； 自相关系数：对齐：1，不对齐：-1/15。 r级移位寄存器产生的伪随机码的特性 码元宽度：0=1/ fc ； 码长：Nu=2r-1； 周期：T=0. Nu ； 自相关系数：对齐：1，不对齐：-1/(2r-1)。,3、GPS的测距码,1）C/A码 两个10级移位寄存器产生两个伪随机码G1、G2。 G2平移11023码元，得
5、1023个新码，与G1模二相加。不同卫星用不同码。 钟频：1.023MHz； 码元宽度：0.97752s， 码长：210-1= 1023bit， 周期： 0.97752s 1023=1ms， 测尺长度，300km， 测时精度： 0.97752s /100=0.0097752s， 测距精度：299792458m/s9.775210-9=2.93m。,2）P码,4个12级移位寄存器，每个移位寄存器产生的伪随机码的码长为：212-1=4095bit， 设4个码为：A，B，C，D；将其组合成复杂的复合码，如：ADDBACAADCBA等。 钟频：10.23MHz； 码元宽度：0.097752s， 码长：2.351014bit， 周期： 0.097752s2.351014= 267天 测时精度： 0.097752s/100=9.775210-10s， 测距精度：2997924589.775210-10=0.293m。,