GPS信号结构

        GPS卫星所发射的信号从结构上可以分为三个层次：载波、伪码和数据码。在这三个层次中，伪码和数据码一起先通过调制而依附在正弦波形式的载波上，然后卫星将调制后的载波信号播发出去。因此，载波可视为GPS信号的最底层。

        GPS从根本上讲是一个基于码分多址（CDMA）的扩频（SS）通信系统，而这个码正是指伪码，它是GPS信号结构中位于载波之上的第二个层次。GPS的L1载波上调制有C码，C码是伪码的一种，拥有良好的自相关特性。C码是GPS信号中最重要的一层，其目的之一是用来实现码分多址，目的之二是用来测距。

        数据码是GPS信号中的第三个层次，它是一种载有导航电文的二进制码，数据速率为50bps。

        载波、伪码和数据码这三个信号层次一起构成了GPS卫星所发射的信号。数据码首先与伪码异或相加而实现扩频，然后他们两者的组合码再通过双向移位键控（BPSK）对载波进行调制，使整个C码信号以L1为中心频率被卫星发射出去。

        GPS在载波L2上调制有被数据码调制后的P码，而在载波L1上调制着被数据码调制后的C码和P码。GPS通过正交调制来实现在一个载波L1上同时调制两种码，即数据码与P码的组合来调制L1的余弦波，而数据码与C码的组合来调制L1的正弦波。由此可知C码载波信号的相位落后P码载波信号的相位90°。

        卫星发射的信号可表示成：

                                             

        其中，前两项分别是载波L1上的C码和P码信号，第三项是载波L2上的P码信号，

                  Pc，Py分别是信号的平均功率值，

                  x(t)和y(t)分别是卫星产生的C码和P码电平值，

                  D(t)是卫星播发的数据码电平值，

                  分别是是载波L1和载波L2的初相位。