数据码及导航电文

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1、数据码及其导航电文伪码得作用：一是实现码分多址；二是测距：数据码是GPS信号中的第三个层次，是一列载有导航电文的二进制码，数据码的码率为50bps,其采用不归零制的二进制编码方式，产生主峰频宽为100HZ的数据脉冲信号。比特包含数据信息，而码片没有。数据码与伪码的区别码宽不同。调制载波的目的：使数字信号的频宽中心频率从零转移到载波频率。导航电文：GPS用户接收机通过对接收到的卫星信号进行载波解调和伪码解扩得到数据码（50bps）.然后按照导航电文的格式可最终将数据吗编译成导航电文，导航电文中含有时间、卫星运行轨道、电离层延时等用于定位的重要信息。一、导航电文的格式：卫星

2、将导航电文以帧与子帧的结构形式编排成数据流。卫星一帧接着一帧的发送导航电文，而在发送每帧导航电文时，卫星又是以一子帧接着一子帧的形式进行。一帧（长1500比特、计30s）有五个子帧（长300比特、计6s）组成；一个子帧有十个字(长30比特)组成。子子帧：前两个字分别为遥测字（TLW）和交接字（HOW），后八个字组成数据块。当某颗卫星出现内存错误时，他会在各大数据块的八个字里交替的发射1与0.GPS对第三数据块采用分页的结构，即一帧中的第四子帧和第五子帧为一页，然后在下一帧中的第四子帧和第五子帧继续发送下一页。第三数据块的内容共占25页。一帧电文长为30s,所以发送一套完

3、整的导航电文总共需要750s。整个导航电文的内容每750s重复一次。5数据码及其导航电文在新的一个GPS星期刚开始的那一刻，无论卫星在上一星期末尾正在播发哪一段导航电文。他将总是重新从第一子帧开始播发，而在第一次的第四子帧和第五子帧中将总是重新从第三数据块的第一页开始播发。当第一子帧第二子帧第三子帧的内容需要更新时，新的导航电文总是从帧的边沿处（即对应的GPS时间为30s的整数倍）开始播发。当第四子帧和第五子帧的内容需要更新时，新的导航电文可以在第四子帧和第五子帧的任一页处开始播发。字：最高位比特先被发送。每一子帧中的每一字均以6比特的奇偶校检码结束。每一比特长20ms

4、.。二、遥测字：每一子帧的第一个字均为遥测字（TLW），在导航电文中每6s出现一次。第一至第八比特是一个二进制值固定在10001011的同步码，第九至第二十二比特提供特许用户的所需要的信息。第二十三至第二十四比特保留，最后六比特为奇偶校检码。最高位最低位12345678910222324252627282930同步码遥测码备用奇偶校检码同步码为每一子帧的最先八个比特，所以接收机可以用起来匹配接收到的数据吗，进而搜索、锁定子帧的起始沿，为接下来按照相应格式正确解译二进制数据码提供必要条件。如果接收机找到了一个卫星信号的子帧边沿，则称接收机对此卫星信号进入了子帧同步状态（或

5、是帧同步状态）。奇偶校检码可以帮助用户接收机检查经解调得到的字中是否包含错误比特，并且其还有一定的比特纠错功能。三、交接字：为每一个子帧的第二个字。在导航电文中，每6s出现一次。交接字的第一至第十七比特（即子帧的第31至第47比特）是从Z计数器上得到的截断的周内时计数值。二进制Z计数器长29位，其值由高十位的星期数（WN)和低十九位的周内时（TOW）计数两部分组成，其中最高位先被播发，最低位最后被播发。交接字第十八比特为警告标志，其值为1时，提醒非特许用户自己承担使用该卫星信号的风险，因为该卫星第一数据块所提供的URA值有可能比其真实值还要大。第十九比特为A-S标志，值

6、为1时，表示对该卫星实施了反电子欺骗措施。5数据码及其导航电文第二十至第二十二比特是子帧识别标志包括：001表示该子帧是第1子帧；010表示该子帧是第2子帧；以此类推。若知道了当前子帧的识别标志，则接收机就可以按照这一子帧相应格式解译数据吗。第23、24比特是通过求解得到的。目的是使交接字的6位奇偶校检码以00结尾。最高位最低位303145464748495051525354555657585960（截短的）周内时计数子帧码奇偶校检码四、第一数据块：包括第一子帧中的第3字至第10字，亦称为时钟数据块。提供自身：1.星期数（WN）：来自于Z计数器的高十位（最大值为1023

7、），指代当前的GPS星期。每当周内时计数在星期六午夜零时从最大值跳回0的同时。星期数的值加1。GPS时间每周循环一次，所以为了确切的表达一个时间值，必须同时指出GPS时间和GPS星期数。2.用户测距精度（URA）：是对所有由GPS地面监控部分和空间星座部分引起的测距误差大小的一个统计值，其通过导航电文中的一个由4比特表示的用户测距精度因子N而提供给非特许用户的。3.N的值在0-15之间，每个值对应于一个URA。URA越大，则表示从该卫星信号中得到的GPS距离测量值的精度越低，N=15时，URA估计值缺省。4.卫星健康状况：若共计六比特的卫