GPS信号

✍ dations ◷ 2025-11-29 08:07:51 #卫星导航系统,全球定位系统

GPS信号，是由全球定位系统（GPS）卫星上振荡器所产生的信号，而所有GPS信号都由一个基本频率f₀=10.23Mhz组成。GPS卫星发射的信号主要分为载波（Carrier wave）、测距码（Ranging Code）和导航电文（Navigation Messages ）三部分。

GPS卫星所用的两个载波均位于微波的L波段，分别称为 $L_{1}$ $L_{1}$ 载波和 $L_{2}$ $L_2$ 载波

两个相关的载波信号：

$L_{1}(t)=A_{1}cos(2\pi f_{1}t+\phi _{1})$ $L_1(t)=A_1cos(2\pi f_1t+\phi_1)$
$L_{2}(t)=A_{2}cos(2\pi f_{2}t+\phi _{2})$ $L_2(t)=A_2cos(2\pi f_2t+\phi_2)$

$\phi _{1}$ $\phi _{1}$ 和 $\phi _{2}$ $\phi _{2}$ 描述了相位噪声。载波信号的频率为基本频率 $f_{0}$ $f_0$ 的整数倍。

$f_{1}=154f_{0}=1575.42MHz$ $f_1=154f_0=1575.42MHz$
$f_{2}=120f_{0}=1227.60MHz$ $f_2=120f_0=1227.60MHz$

$\to \lambda _{1}\approx 19cm,\lambda _{2}\approx 24cm$ $\to \lambda_1\approx 19cm, \lambda_2\approx 24cm$

采用L波段的高频率载波可以较为精确的测定多普勒频移和载波相位，提高测速和定位精度。使用两个频率还可以测定电离层延迟。

测距码有两种，都属于伪随机噪声码（Pseudo Random Noise，简称 PRN）：C/A 码（Coarse/Acquisition Code）和P码（Precise Code）。

C/A码（Coarse/Acquisition Code）是用于进行粗略测距和捕获P码的粗码，也称捕获码。周期 $T_{u}$ $T_{u}$ 为1毫秒，一个周期含有码元即码长 $N_{u}$ $N_{u}$ =210 - 1=1023，每个码元持续的时间即码元周期 $t_{u}$ $t_u$ =1ms/1023=0.977517微秒，相应的码元宽度为293.05米。C/A码是一种公开的明码，可供全球用户免费使用。但C/A码一般只调制在 $L_{1}$ $L_{1}$ 载波上，所以无法精确地消除电离层延迟。测距精度一般为±（2~3）米。

是开放给民间使用的GPS卫星传送标准定位信号，它包含有GPS接收机用来确定其定位与时间方面的讯息，精确度在100米左右。

这里所提的C/A码是指GPS所散布的序列，以下只讨论L1信号部分。在GPS中用的C/A码是一个群集，它们通常又被叫做伪随机噪声（Pseudorandom Noise,PRN）序列，因为它们有着噪声的部分性质，GPS的C/A码里有着1023个元素，这里面含有512个1与511个0，他们的排列是看起来仿佛随机的，但是却是完全可决定的，因此叫做伪随机噪声序列。

这些序列最重要的性质有两个：

$r_{ij}(n)=\sum _{m=0}^{1022}C_{i}(m)C_{j}(n+m)\approx 0$ $r_{ij}(n)=\sum_{m=0}^{1022} C_{i}(m)C_{j}(n+m)\approx 0$ for all n

$r_{ii}(n)=\sum _{m=0}^{1022}C_{i}(m)C_{i}(n+m)\approx 0$ $r_{ii}(n)=\sum_{m=0}^{1022} C_{i}(m)C_{i}(n+m)\approx 0$ for |n|≥1

利用这两个性质，可以做GPS信号撷取

P码是精确测定从GPS卫星到用户接收机距离的测距码，也称精码。实际周期为一周，码长为6.1871 × 1012码元，码元周期0.097752微秒，相应码元宽度为29.3米。P码同时调制到 $L_{1}$ $L_{1}$ 载波和 $L_{2}$ $L_2$ 载波上，测距精度为0.3米。因其巨大的军事价值，1994年起美国实施了选择性误差SA（Selective Availability）政策，故目前只有美国及其盟友的军方以及少数美国政府授权的用户才能够使用到P码。普通用户可以先捕获C/A码，再通过导航电文提供的数据计算出P码在整个序列码中的位置。2000年以后，克林顿政府决定取消对民用讯号的干扰。因此，现在民用GPS也可以达到十米左右的定位精度。

光有测距码用户还不能够得到每颗卫星的详细信息。因此GPS系统将导航电文调制在测距码前，导航电文中包含了反应卫星在空间位置、卫星钟的修正参数、电离层延迟改正数等GPS定位所必要的信息，因此导航电文也称数据码（Data Message，D码）。

导航电文是具有一定格式的二进制码，以“帧”为单位向用户发送。每帧电文含有1500bit，传输速率为50bit/s。每个主帧包含5个子帧：

相关

季铵盐季铵盐，又称四级铵盐是铵离子的四个氢离子都被烃基取代后形成的季铵阳离子的盐，具有通式 R4N+X−。其中四个烃基可以相同，也可以不相同，X−多为卤素阴离子，HSO4−，RCOO−及OH−（季
阿波罗阿波罗（希腊语：Απόλλων，拉丁语：Apollō）是希腊神话中的光明之神、文艺之神，同时也是罗马神话中的太阳神，其希腊名与罗马名相同。又称福玻斯（希腊语：Φοίβος，意为“闪耀者
雷蒙德·卡特尔雷蒙德·伯纳德·卡特尔（Raymond Bernard Cattell，1905年3月20日－1998年2月2日），是一名英国和美国心理学家，创立晶体智力和流体智力理论解释人类认知能力。在卡特尔92年的人生中，
霍尔杰弗里·康纳·霍尔（英语：Jeffrey Connor Hall，1945年5月3日－），出生于纽约布鲁克林，美国遗传学家。于1971年获得西雅图华盛顿大学遗传学博士学位，于1974年成为布兰戴斯大学教员。于2
.in.in为印度国家和地区顶级域（ccTLD）的域名。.in由印度国家互联网交换中心所创建的INRegistry负责管理。此外，印度还有如下文字的IDN：A .ac .ad .ae .af .ag .ai .al .am .ao .aq
中国的国防中国国防白皮书是中华人民共和国国防部定期发布的国防白皮书，包括自1998年起每双数年发布的《中国的国防》以及不定期发布的其他白皮书。狭义的中国国防白皮书仅指《中国的国
耕种农可以指：
密歇根领地密歇根领地（英语：Michigan Territory），美国历史上的一个合并建制领土，存续时间为1805年6月30日至1837年1月26日。1837年1月26日，加入联邦，成为密歇根州。
警视厅警视厅（日语：警視庁／けいしちょう Keishichō */?；英语译名：Metropolitan Police Department，简写MPD）是日本东京都的警察机关，由东京都政府下设的东京都公安委员会管辖。至2015年
倪敏然倪敏然（1946年4月30日－2005年5月1日），台湾男演员、主持人，出生于上海，空军幼年学校毕业，籍贯浙江金华，有“台湾综艺祖师爷”之美名。1979年，与张魁、张菲、凌峰、夏云飞合组“温拿五