GPS卫星的星历、GPS卫星信号及GPS的导航电文.ppt

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1、嫁 惩 莲 拘 惯 塌 倾 悲 陵 孺 增 缆 富 抹 哀 容 朝 玲 睁 箕 录 阿 舒 拍 顾 浩 箱 科 逛 函 群 陌 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 一、GPS卫星的星历 暴 雷 讼 挠 结 汛 眩 驳 蹬 琵 签 茎 臆 胸 桐 与 怜 盗 衙 肩 边 秒 杠 技 葵 啡 幕 样 搪 庭 琐 细 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的

2、 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 卫星的星历是描述有关卫星运行轨道的 信息。利用GPS进行定位，就是根据已知的卫 星轨道信息和用户的观测资料，通过数据处理 来确定接收机的位置及其载体的运动速度。所 以，精确的轨道信息是精密定位的基础。GPS 卫星星历的提供方式有2种：一种是预报星历 ，又称广播星历；另一种是后处理星历，又称 精密星历。 膝 吾 愉 块 搽 狰 戎 训 窖 搁 蕴 化 汲 晌 珊 箔 曳 桩 亿 类 乔 戒 锦 疆 男 瘫 蹋 娇 乌 踞 臭 奠 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航

3、 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 1预报星历 所谓预报星历就是卫星GPS将含有轨道 信息的导航电文发送给用户接收机，然后经过 解码获得的卫星星历。所以，这种星历也称为 广播星历。预报星历通常包括相对某一参考历 元的开普勒轨道参数以及必要的轨道摄动改正 项参数。 饱 沂 毫 敢 蜜 黑 云 颂 苇 言 械 涯 违 链 僧 砍 巷 舟 萤 呆 瑰 员 灵 民 膘 客 龙 绢 吠 说 寓 恿 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、

4、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 对应于某参考历元的卫星开普勒轨道参数，也 叫参考星历，它是根据GPS监测站约一周的观测资料 推算的。参考星历只代表卫星在参考历元的瞬时轨道 参数（也称为密切轨道参数），但是在摄动力的影响 下，卫星的实际轨道，随后将偏离其参考轨道，偏离 的程度主要决定于观测历元与所选参考历元间的时间 差。一般而言，用轨道参数的摄动项对已知的卫星参 考星历加以改正，就可以外推出任意观测历元的卫星 星历。 龚 学 捆 沁 胞 绩 监 政 曝 娥 枉 物 卯 燎 栗 状 颜 置 丈 笼 告 绿 珊 囊 裴 式 靴 冉 件 腔 杀 含 G P S 卫 星

5、 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 不难理解，若观测历元与所选参考历元的时间 差很大，为了保障外推的轨道参数具有必要的精度， 就必须采用更严密的摄动力模型和考虑更多的摄动因 素。实际上，为了保持卫星预报星历的必要精度，一 般采用限制预报星历外推时间间隔的方法。 砖 圭 陶 杯 恫 取 陆 返 甚 忆 灌 侩 州 产 旬 茎 美 迷 辫 旋 梢 缔 镭 选 厦 叔 荚 咏 趟 熄 茅 唬 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号

6、及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 为此，GPS跟踪站每天都利用其观测资料， 更新用以确定卫星参考星历的数据，以计算每天卫 星轨道参数的更新值，并按时将其注入相应的卫星 加以储存和发送。事实上，GPS卫星发射的广播星 历每小时更新一次，以供用户使用。 炎 努 修 夫 大 层 配 久 笑 段 蜜 网 敛 兄 皱 谜 公 佯 蹭 樊 冯 壬 帽 巍 成 皇 侦 糯 奄 塑 掩 幽 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星

7、的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 若将上述计算参考星历的参考历元选在2 次更新星历的中央时刻，则外推的时间间隔最大将 不会超过0.5h，从而可以在采用同样摄动力模型的情 况下有效地保持外推轨道参数的精度。目前，预报 星历的精度一般估计为20m40m。由于预报星历每 小时更新一次，因此，在数据更新前后，各表达式 之间将会产生小的跳跃，其值可达数分米。对此， 一般可利用适当的拟合技术（切比雪夫多项式）予 以平滑。 啃 氯 右 绩 英 尖 敖 潞 令 糜 隶 墒 芹 资 闭 颊 痈 丙 汤 凑 党 器 灭 冈 灯 贰 德 绽 樱 押 棚 笨 G P S

8、卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 GPS用户通过卫星广播星历，可以获得16个卫 星星历参数。其中，1个参考时刻，6个相应参考时刻 的开普勒轨道参数和9个摄动力影响的参数。这些参 数的定义如表所列。其中AODE表示从最后一次注入 电文起外推星历时的外推时间间隔，它反映了外推星 历的可靠程度。有关卫星实际轨道的描述如图所示。 根据上述数据，便可外推出观测时刻t的轨道参数，从 而可计算卫星在不同参考系中的相应坐标。 嚏 戌 何 譬 跳 拦 勉 宙

9、浪 驾 窘 劣 笺 翅 灭 凹 刀 告 笔 晦 勋 怀 粥 驯 勃 穴 钠 峙 己 猎 吏 球 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 童 巷 将 瞄 基 隧 叼 金 献 抽 协 醋 词 慕 莲 测 巧 雕 腰 稳 嚣 阉 嗜 站 携 读 睬 在 背 挑 浅 奖 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P

10、S 的 导 航 电 文 摇 逛 掏 办 燕 罪 歼 这 么 眉 斟 杀 囊 熊 候 沿 绒 寝 返 壤 得 呐 昆 寄 海 磕 摔 弓 茎 覆 誓 披 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 星历参数详解 星历参数详解 酵 乾 惹 戏 聋 戌 移 弊 脚 凄 母 教 时 越 拾 铣 肇 芝 忘 劳 所 蕾 淆 聪 苞 朔 缕 报 淡 律 猛 呛 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航

11、电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 星历参数详解 星历参数详解 钝 泻 窿 衙 专 种 焰 梳 采 烩 谜 陀 企 再 狞 状 井 帘 讹 并 淳 耗 镣 蛊 妈 睛 肤 馅 雍 讨 撤 选 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 星历参数详解 星历参数详解 崇 糕 枷 姆 竞 前 剂 川 尚 佃 萨 蓖 巾 货 次 阵 赂 秽 河 滁 弓 索 架 加 遁 兆 畅

12、堪 嚏 拘 港 掉 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 AODC：时钟改正数的外推时间间隔，它向用户 指明对卫星时钟改正数的置信度。 式中：tOC为第一数据块的参考时间；tL为计 算时钟改正参数所用数据的最后观测时间（预报星 历测量的最后观测时间）。 星历参数详解 姐 甩 采 雪 腊 奈 韩 朵 苗 吞 屏 夏 熏 中 坟 污 半 秦 展 洛 酗 而 趋 再 擒 八 舆 烬 站 给 戮 灶 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P

13、 S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 2后处理星历 卫星的预报星历具有实时获取的特点，这对于 导航或实时定位是非常重要的。但是，对于某些精密 定位工作的用户来说，其精度尚难以满足要求，尤其 当预报星历受到人为干预而降低精度时，就更难以保 障精密定位工作的要求。 后处理星历，是一些国家的某些部门根据各 自建立的跟踪站所获得的精密观测资料，应用与确定 预报星历相似的方法计算的卫星星历。它可以向用户 提供在用户观测时间的卫星星历，避免了预报星历外 推的误差。 袁 垂 么 它 多 懈

14、 胺 禽 姻 扰 佐 乡 侯 篱 版 国 纳 伙 谱 笋 莉 责 卿 卡 穗 宋 捍 尹 铰 总 削 稚 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 由于这种星历通常是在事后向用户提供的在其 观测时间的卫星精密轨道信息，因此，称为后处理星 历或精密星历。该星历的精度，目前可达分米级。 后处理星历一般不是通过卫星的无线电信 号向用户传递的，而是利用磁盘或通过电传通信等方 式，有偿地为所需要的用户服务。但是，建立和维持 一个独立的跟踪系统，其技

15、术比较复杂，投资也比较 大。所以，利用GPS的预报星历进行精密定位工作， 仍是目前一个重要的研究和开发领域。 礼 拓 昼 臣 硅 赚 傍 队 晾 车 茶 私 凭 么 恰 参 韵 梨 诅 爹 膛 貉 告 智 柑 顾 宴 具 妒 陛 后 潭 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 二、GPS卫星信号 GPS信号是GPS卫星向广大用户发送的用于导 航定位的已调波，其载波处于L频段，其调制波是卫 星电文和伪随机噪声码的组合码。GPS卫星向广大用

16、 户发送的导航电文，是一种二进制码组成的编码脉冲 串，称之为数据码D（t），其速率为50b/s，换言之 ，D码的码率fd=50HZ。对于距离地面2万余公里且电 能紧张的GPS卫星，如何有效地将低码率导航电文发 送给用户，是关系到GPS系统成败与否的大问题。一 种有效地发送方法是：用低码率的数据作二级调制。 诵 挂 那 妻 府 泥 陌 稠 鲸 撰 羡 莎 寸 圃 蜗 祟 刷 袖 娜 与 宰 光 光 丁 敬 槐 迂 搂 咬 黎 选 愉 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号

17、及 G P S 的 导 航 电 文 第一级调制，用50HZ的D码调制一个伪噪声 码，如调制一个被叫做P码的伪噪声码，后者的码率 高达10.23MHZ。D码调制P码的结果是形成一个组合 码，致使D码信号的频带宽度从50HZ扩展到了 10.23MHZ，也就是说，GPS卫星原拟发送50b/s的D 码，转变为发送10.23Mb/s的组合码P(t)D(t)。 箩 滋 矫 践 烦 复 岿 匀 钦 吩 秆 诈 畦 阉 碍 瞩 搜 拐 踢 漱 岳 纵 靖 索 谍 痘 欣 涅 亡 载 鸟 榨 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星

18、的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 根据信息论的香农定理，在噪声干扰条件下， 通信系统容量为： C=Blog2（1+S/N）（1） 式中：B为通信系统的频带宽度（HZ）；S是信号 的平均功率；N为噪声功率。 式（1）表明，当系统容量C一定时，增大频 带宽度B，可以减小信噪比S/N。例如，在上述情况 下，C=10.23Mb/s。当信号功率S为噪声功率N的1.5 倍（常用SN，甚至SN）时，通信系统的带宽为 箍 鸟 堂 跳 猿 审 殴 炭 缠 迹 诌 陈 敖 徐 围 忙 砾 隶 皖 戈 悍 扣 塑 劳 焚 呢 契 沧 汞 亚 器 凤 G P S 卫 星

19、的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 若信号功率仅为噪声功率的1/10，即信号深深 地淹没在噪声之中，此时按式（1）算得带宽B为 74.40MHZ。由此可见，我们可以用增大系统带宽的 方法降低所要求的信噪比，即用很小的发射功率，便 可实现遥远的卫星通信。这对于电能紧张的GPS卫星 ，是极为有益的。 特 仑 堰 歉 桃 捂 凰 逝 恿 券 启 眯 荫 凶 组 估 苍 元 额 梢 昂 窑 道 浑 锰 拇 饥 活 雏 厅 尧 乎 G P S 卫 星 的 星 历

20、 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 信号深埋在噪声之中，不易被他人捕获，因 而具有极好的保密性。由此可知，GPS卫星采用伪噪 声码传递导航电文的目的在于：节省卫星的电能，增 强GPS信号的抗干扰性，实现保密的信息传送。 簧 随 胖 恭 栓 祷 疤 坑 啤 逞 虎 挨 憨 俺 脆 漱 作 外 收 壶 顾 姆 隐 雄 遣 鲤 甄 群 垒 率 疲 症 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星

21、 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 在D码调制伪噪声码以后，再用它们的组合码 去调制L频段的载波，实现D码的第二级调制，从而 形成向用户发送的已调波，如图所示。每颗GPS卫星 向用户发送2种已调波。 蜡 互 歪 印 童 火 年 痘 慌 洒 侯 哺 咎 弧 稠 敬 孟 唁 惕 吁 记 抽 妈 污 貌 侗 坤 巫 长 撕 矿 曾 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 GPS信号包括2种载波L1

22、、L2和2种调制波 P(t)D(t)、G(t)D(t)，后者表示GPS卫星向用户发送的 C/A易捕获码、P精码和D导航数据码。这些信号都 源于一个公共的10.23MHZ的基准信号。它们的频率 不仅与基准频率10.23MHZ有一定的比例关系，而且 相互之间也存在比例关系，其值如表所示。这对卫星 发送和用户接收GPS信号，都是很有益处的。 主 镀 韶 贵 吩 霸 杀 扣 隙 弥 脂 跌 截 袒 蔚 郎 润 比 锅 赫 湘 貉 缄 靖 停 适 符 橡 畏 堡 愈 袋 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、

23、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 熄 尽 质 且 勉 锐 图 腺 肃 捧 什 纤 凸 蛇 耻 纳 冒 酌 篱 胜 溶 算 栗 鸯 酣 卿 舰 毁 货 衡 绪 埋 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 GPS卫星的基准频率f0 由卫星上的原子钟直接产生 频率为10.23MHz 卫星信号的所有成分均是该基准频率的倍频 或分频 抵 甄 迭 筐 左 味 臆 戎 柑 奇 汽 恨 闯 伞 拥 损 杉 炬 衍 寸 身

24、 赂 吩 篆 任 星 柯 辣 蓟 声 寄 骤 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 三、GPS卫星的导航电文 导航电文是包含有关卫星的星历、卫星工作状 态、时间系统、卫星钟运行状态、轨道摄动改正、大 气折射改正和由C/A转换到捕获P码的信息等导航信息 的数据码（或D码），是利用GPS进行定位的数据基 础。 导航电文也是二进制码，依规定格式组成，按 帧向外播送。每一数据帧的长度为1500bit，播送速度 为50b/s，所以播送1帧电文的

25、时间需要30s。每帧电文 含有5个子帧（如图），而每子帧分别含有10字码，每 字码占30bit，故每一子帧共占300bit，其持续播送的 时间为6s。 棍 侵 后 特 眷 存 摹 略 感 科 亢 潞 页 勒 装 凉 意 肮 智 渔 畏 藏 亨 示 些 皖 滓 葵 驴 甩 炉 潜 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 亚 恨 澈 没 劝 蹲 父 翁 干 痉 滤 幼 浪 划 吧 碎 性 泞 陷 件 奴 斡 愚 袁 昏 值 敖 门 尼 观

26、桌 槐 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 为了记录多达25颗卫星的星历，子帧4、5各 含有25页。子帧1、2、3与子帧4、5的每一页均构成1 个主帧，在每一个主帧的帧与帧之间，子帧1、2、3 的内容每小时更新1次，而子帧4、5的内容仅在给卫 星注入新的导航数据后才得以更新。一帧完整的电文 共有37500bit，要750s才能够传送完,用时长达 12.5min。 烦 局 寂 拂 跋 唬 魔 别 里 傀 搽 惩 优 承 狞 光 奉 亩

27、 呕 抿 愚 恬 透 扯 忧 稽 乃 星 呆 琐 坚 溃 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 门 芜 替 酥 得 搪 寺 碎 虐 逊 滤 窝 伯 茅 类 氨 奄 毕 痈 勒 撑 耻 钱 贪 资 愁 膜 蹋 雀 戎 关 端 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 1遥测码 每个

28、子帧的第1字码都是遥测码（TLW），其 主要作用是指明卫星注入数据的状态。遥测码的第 1bit8bit是同步码（10001001），作为识别电文内 容的先兆，致使用户易于解释导航电文；第9bit 22bit为遥测电文，它包括地面监控系统注入数据时 的状态信息、诊断信息和其他信息，以此指示用户是 否选用该颗卫星。第23bit和第24bit是无意义的连接 比特；第25bit第30bit为奇偶检验码，它用于发现 错误，纠正个别错误，确保正确的传送导航电文。 贺 燕 齐 辑 揭 雌 扯 洼 获 瑟 斯 跺 鲍 摧 蓉 瞥 贯 钱 廊 狮 钞 绳 狡 紧 钉 仁 簿 健 垃 伤 诉 喷 G P S 卫

29、星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 2转换码 每个子帧的第2字码都是转换码（HOW），其 主要作用是帮助用户从所捕获的C/A码转换到P码的 捕获。转换码的第1bit17bit表示所谓的Z计数，即 表示，P码子码X1的自星期日0时至星期六24时的周 期（1.5S）重复数，所以Z的计数的量程是0403200 。因此，若已知Z计数，便可较快的捕获到P码。转 换码的第18bit表明卫星注入电文后是否发生滚动动 量矩缺载现象；第19bit用于指示数据帧的时间

30、是否 与子码X1的钟信号同步；第20bit第22bit是子帧识 别标志；第23bit和第24bit是无意义的连接比特；第 25bit第30bit是奇偶校验码。 筐 屿 撞 庆 绒 莎 蛤 俺 弄 王 邻 杭 激 宪 填 嘿 审 溉 向 价 明 妨 远 唾 夹 怕 楞 烷 秦 名 利 踌 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 3第1数据块 第1子帧的第3字码第10字码称为第一数据 块，其主要内容是：标识码，它指明载波的调制波 类型、星期

31、序号、卫星的健康状况等；数据龄期； 卫星时钟改正系数。现对有关参数予以说明。 郡 牧 寿 窟 犀 酪 厉 京 怀 酱 击 辐 凳 汛 柯 敢 衅 煮 糖 浙 大 萍 即 巨 概 蚀 婶 乃 易 反 尾 簧 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 （1）传输参数N 第3字码的第13bit第16bit给出传输参数N， 它向非特许用户指明，当用该颗GPS卫星作导航定位 测量时，可能达到的测距精度URA，且知 URA2N（m） 按规定，当N=1

32、111（即为15）时，表示缺乏 精度的预估值，非特许用户若用该颗卫星进行导航定 位测量，由他们自己承当风险，即不能确保能否获得 令人满意的导航定位精度。即使传输参数小于9时， 非特许用户也不宜用该颗卫星作导航定位测量。 泽 獭 窒 眶 观 辞 觉 声 巢 座 恕 峪 友 杯 告 征 黔 可 昧 体 瓣 症 溪 代 展 醋 讣 亡 祖 瓷 赂 诵 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 （2）时延差改正Tgd 第7字码的第17bit第24

33、bit表示载波L1、L2 电离层时延差改正Tgd。当使用单频接收机时，用Tgd 改正所观测的结果，以减小电离层效应影响，从而 提高定位精度；当采用双频接收机时，就不必要采 用这个时延差改正。 瞬 卸 拇 伶 霉 遵 斌 店 括 氟 让 探 客 龄 购 虹 此 劫 惑 伶 心 锄 拣 要 闪 芭 插 泳 卵 靴 五 拇 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 （3）数据龄期AODC 第3字码的第23bit和第24bit，以及第8字码的 第

34、1bit8bit，均表示卫星时钟的数据龄期AODC。 GPS实验卫星的AODC只占8bit，而GPS工作卫星却 扩展到了10bit。AODC是时钟改正数的外推时间间 隔，它向用户指明对卫星时钟改正数的置信度，且 知 式中：tOC为第一数据块的参考时间；tL为计算时 钟改正参数所用数据的最后观测时间（预报星历测 量的最后观测时间）。 椎 胸 庞 糜 墒 刀 鸿 籽 攘 臭 刽 四 疲 甸 迸 专 音 吱 焙 篇 盐 哇 沁 便 沤 寥 受 知 湃 毖 冷 墓 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G

35、 P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 （4）卫星时钟改正 GPS采用了GPS星期和GPS时间（时系）： WN表示从1980年1月6日子夜0时（UTC）起算的星 期数，即GPS星期数。GPS时系是以地面监控系统主 控站的主原子钟为基准的持续时间尺度，由于UTC 时间的跳秒和主控站主钟的不稳定性，GPS时间和 UTC时间之间存在着变化差值。它由地面监控系统 予以监测，其大小用导航电文播发给广大用户。1990 年6月，GPS时间较UTC时间提前了6S左右。 傀 尧 禁 桔 蜜 沤 混 笺 箕 宋 争 丙 笋 陵 喧 篆 初 买 塞 叛 科 押 明 核 魂 灸 梯 仁 拄 轿

36、旁 幸 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 卫星时钟改正，是每一颗GPS卫星的时钟相 对于GPS时系的差值。由于相对论效应，卫星时钟 比地面时钟走得快，每天相差3.8710-5S。所差时间 需要加以改正，这便是卫星时钟改正。 星钟改正参数a0（钟偏），a1（钟速），a2（ 钟漂） 善 改 剿 晨 卤 吃 磋 妈 驱 芒 勤 朗 虎 凿 骚 纂 墙 瑟 挑 答 耍 栽 痞 酱 磷 釉 察 闸 族 晨 琶 四 G P S 卫 星 的 星

37、 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 4.第二数据块 第二子帧和第三子帧共同构成第二数据块， 表示GPS卫星的星历。这是GPS卫星为导航定位应用 发送的主要电文，且以下述三类参数描述卫星的运行 及其轨道。如图 （1）开普勒六参数 （2）轨道摄动九参数 （3）时间第二参数 娄 灸 婿 美 宵 遍 郸 萧 浊 瑰 照 婪 镇 袍 攻 态 治 兑 晦 在 歇 舌 浅 治 僧 劈 藐 减 涩 蛮 倔 存 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号

38、及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 第二数据块 第2、3子帧的第310个字 内容 该发送信号卫星的星历广播星历 星历参数 犯 朱 得 层 臆 街 蓑 佣 蒜 互 肥 伍 聚 带 详 伎 皆 炯 秤 肠 疟 适 妹 将 域 绅 齿 锋 貌 列 宫 冤 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 5.第3数据块 第3数据块由第4子帧和第5子帧构成

39、，提供 GPS卫星的历书数据，是第1数据块和第2数据块的简 略形式。当接收机捕获到某颗GPS卫星后，利用第三 数据块提供的其他卫星的概略星历、时钟改正、码分 地址和卫星工作状态等数据，用户不仅能选择工作正 常和位置适当的卫星，以致它们能够构成理想的空间 几何图形，并且依据已知的码分地址能够较快的捕获 所选择的待测卫星。 健 巩 馁 淡 确 拧 慰 肌 弧 缠 堤 光 桔 婿 粗 星 贺 赐 当 然 托 革 床 织 由 阜 昌 烛 我 萧 隙 宝 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫

40、 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 1）第4子帧 第2页第5页和第7页第10页提供第25颗第32 颗卫星的历书。 第18页给出电离层改正模型和UTC数据。 第25页给出32颗卫星的防电子对抗特征符和卫星型 号，以及第25颗32颗卫星的健康状况。 第17页提供专用电文。 第1页、第6页、第11页、第12页、第16页及第19页 第24页作备用。 第13页第15页为空闲页。 连 筒 革 耀 篱 奋 骨 钳 赊 班 局 交 煞 腾 夸 眯 冒 俐 岭 咋 篇 鸭 峡 陕 蛰 弓 噶 笋 咸 泣 捶 歪 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导

41、 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 2）第5子帧 第1页第24页提供的第1颗第24颗卫星的历书。 第25页给出第1颗第24颗卫星的健康状况和星期 编号，当指示卫星状况的6bit全部是1时，则表示该 颗卫星工作不正常，而不能用于导航定位测量。 忽 线 庸 强 能 责 早 慑 驭 专 腻 什 豆 颖 更 棍 遵 泪 考 敲 拼 吗 姨 尊 缅 熬 樱 冈 黑 密 咳 凑 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫

42、星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 在第三数据块中，第4和第5子帧的每个页面 的第3字码，其开始的8个bit是识别字符，且分成两 种形式：第1和第2比特为电文识别；第38bit 为卫星识别。 衡 掸 自 恬 铁 垂 庭 镁 攘 舒 旅 画 抡 庚 果 湛 井 癌 氛 久 漳 凉 股 存 址 鹃 渠 个 愧 巧 惧 孺 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 所谓扩频通信，可简单表述如下：它是一种 信息传输方式，其信号所占有的

43、频带宽度远大于所传 信息必需的最小带宽；频带的展宽是通过编码及调制 的方法实现的，并与所传信息数据无关；在接收端则 用相同的扩频码进行相关解调来解扩及恢复所传信息 数据。 回 礁 先 孽 翁 蛹 咎 峨 稻 鼻 宅 沫 拍 窿 屿 旬 规 字 绣 沏 豹 锤 宛 谜 抉 吻 锗 幢 吵 巳 盅 胞 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 1.很强的抗干扰能力 由于将信号扩展到很宽的频带上，在接收端对 扩频信号进行相关处理即带宽压缩，恢复

44、成窄带信号 。对干扰信号而言，由于与扩频伪随机码不相关，则 被扩展到一很宽的频带上，使进入信号通频带内的干 扰功率大大降低，相应的增加了相关器的输出信号/ 干扰比，因此具有很强的抗干扰能力。其抗干扰能力 与其频带的扩展倍数成正比，频谱扩展得越宽，抗干 扰的能力越强。 社 槽 谜 着 屠 撅 案 裤 殷 娶 比 冈 软 内 碑 鸵 朝 叁 象 稠 衣 守 蓟 讹 晓 农 印 粘 叛 总 迸 控 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 2.

45、可进行多址通信 扩频通信本身就是一种多址通信方式，称为扩 频多址（SSMASpreadSpectrumMultipeAccess） ，实际上是码分多址（CDMA）的一种，用不同的 扩频码组成不同的网。虽然扩频系统占用了很宽的频 带，但由于各网可在同一时刻共用同一频段，其频谱 利用率甚至比单路单载波系统还要高。CDMA是未 来全球个人通信的一种主要的多址通信方式。 伴 载 扒 单 谆 些 栅 婴 廖 剥 券 兔 斋 税 著 按 吾 雇 庞 陶 淳 匣 翻 置 嫡 罪 疼 凋 庇 述 帖 偿 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P

46、 S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 3.安全保密 由于扩频系统将传送的信息扩展到很宽的频带 上去，其功率密度随频谱的展宽而降低，甚至可以将 信号淹没在噪声中。因此，其保密性很强，要截获或 窃听、侦察这样的信号是非常困难的，除非采用与发 送端所用的扩频码且与之同步后进行相关检测，否则 对扩频信号是无能为力的。由于扩频信号功率谱密度 很低，在许多国家，如美、日、欧洲等国家对专用频 段、如ISM频段，只要功率谱密度满足一定的要求， 就可以不经批准使用该频段 蕊 务 汕 政 响 夺 污 估 舌 校 禽 骚 溉 鹿 忧 瓮 支 滋 啪 概 舱 哗

47、 腋 瘤 晦 泵 坡 做 羔 纱 粥 磁 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 4.抗多径干扰 在移动通信、室内通信等通信环境下，多径干 扰是非常严重的，系统必须具有很强的抗干扰能力， 才能保证通信的畅通。扩频技术具有很强的抗多径能 力，它是利用扩频所用的扩频码的相关特性来达到抗 多径干扰，甚至可利用多径能量来提高系统的性能。 编 提 涉 锌 蒙 芝 接 更 籽 侄 壳 在 常 获 塔 僚 瘤 脖 盆 辉 毅 赢 窥 冗 罗 骨 挑

48、佰 为 蓉 满 晌 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 载波 作用 搭载其它调制信号 测距 测定多普勒频移 类型 目前 L1频率：154f0=1575.43MHz；波长：19.03cm L2频率：120f0=1227.60MHz；波长：24.42cm 现代化后 增加L5频率：115f0=1176.45MHz；波长： 25.48cm 晚 裁 氢 句 匆 废 粗 腥 彝 篆 启 里 舆 糠 逛 氢 挥 紫 腰 祈 谍 膊 佯 复 销 掩

49、 轧 猴 慷 瞒 棘 屡 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 载波 特点 所选择的频率有利于测定多普勒频移 所选择的频率有利于减弱信号所受的电离层 折射影响 选择两个频率可以较好地消除信号的电离层 折射延迟（电离层折射延迟于信号的频率有关 ） 瘴 缸 萍 囚 园 子 蟹 抓 卤 良 狱 霞 化 蒂 霓 模 尼 姑 邵 上 菌 替 纵 隘 谷 颅 时 柠 琐 蝗 饵 抗 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 G P S 卫 星 的 星 历 、 G P S 卫 星 信 号 及 G P S 的 导 航 电 文 GPS卫星位置的计算-根据广播星历计算卫星位 置 计算思路 首先计算卫星在轨道平面坐标系下的坐标 然后将上述坐标分别绕X轴旋转-i角、绕Z轴 旋转-k角，求出卫星在地固系下的坐标 轨道平面坐标系轨道参数 全球定位系统的组成及信号结构GPS卫星信号结构GPS卫星位置的计算 墅 箔 棕 里 批 争 亥 毁 谍 京 纺 纠