GPS卫星信号组成

姓名：杨汉雄

学号：19011210569

【嵌牛导读】GPS卫星信号由载波，测距码，导航电文组成，GPS卫星信号接收机通过对这些信息的的解算可以实现三维空间的定位，本文介绍了GPS卫星信号的具体结构。

【嵌牛正文】

        GPS卫星发送的GPS卫星信号采用L波段的两种载频作载波，分别被称作L1的主频率和L2的次频率。这些载波频率由扩频码（每一颗卫星均有专门的伪随机序列）和导航电文所调制。所有卫星均在这两个相同的载波频率上发射，但由于伪随机码调制不同，因此无明显的相互干扰。

 GPS卫星信号构成图

        测距码（伪随机噪声码）：一种可以预先确定并可重复产生和复制，具有白噪声随机统计特性的二进制码序列，简称为伪随机码，或伪噪声码，或PRN码，在GPS卫星信号中由P码和C/A码组成。

        C/A码和P码：都是由最长线性移位寄存器码序列（简称m序列）产生的复合码。其中P码由两个码长互素的子码X1与X2组成的模2和复码。C/A码是由两个具有良好互相关特性的同族m码序列构，成的哥尔德码（Gold Code）族。

        导航电文：GPS导航电文是一种二进制码，是由超帧、主帧和子帧组成。一个完整的导航电文由1个超帧组成，而每个超帧由5个主帧组成，每个主帧又由15个子帧组成。每个主帧占用30s，每个子帧持续时间2s，传递100个信息位，因此，需要2.5min才能传送完毕一个超帧电文。一个占用2s的子帧，其中1.7s用于发送信号位和检验码，子帧是帧的基本组成单位，每个子帧又由数据位和时间标记两大部分组成。一个子帧占用的时间为2s，在最后的0.3s传输时间标记，时间标记由30个码元组成，每个码的长度10ms。子帧的前1.7s传输85个数据位。发播一个超帧历时2.5min，调制速率50bit/s。每帧历时30s，每子帧历时2s。每个超帧内含有24颗GLONASS卫星历书的全部内容。在超帧内含有保留位，用于以后再导航电文中插入和附加信息。

GPS卫星电文的基本结构

        GPS导航电文所含数据可以分为实时数据和非实时数据两类。

        实时数据：卫星钟面时、卫星钟钟面时与GPS系统时的差值、卫星信号载波频率实际值与设计值的相对偏差、卫星星历。

        非实时数据：所有卫星的状态数据（状态历书）、每颗卫星的钟面时相对于GPS系统时的近似改正数（相位历书）、所有卫星的轨道参数（轨道历书）、GPS系统时间相对于UTC（SU）的改正数等。