（武汉大学）GPS原理及其应用ppt课件.ppt

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1、GPS原理及其应用(四)第二章全球定位系统的组成及信号结构§2.2GPS卫星的信号结构GPS卫星信号结构全球定位系统的组成及信号结构>GPS卫星信号结构概述GPS卫星信号的组成部分载波（Carrier）L1L2测距码（RangingCode）C/A码（目前只被调制在L1上）P(Y)码（被分别调制在L1和L2上）卫星（导航）电文（Message）GPS卫星信号的生成关键设备–原子钟全球定位系统的组成及信号结构>GPS卫星信号结构>概述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

2、分频全球定位系统的组成及信号结构>GPS卫星信号结构>GPS卫星的基准频率载波①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：154f0=1575.43MHz；波长：19.03cmL2–频率：120f0=1227.60MHz；波长：24.42cm现代化后增加L5–频率：115f0=1176.45MHz；波长：25.48cm全球定位系统的组成及信号结构>GPS卫星信号结构>载波载波②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

3、于信号的频率有关）全球定位系统的组成及信号结构>GPS卫星信号结构>载波测距码①作用测距性质为伪随机噪声码（PRN－PseudoRandomNoise）不同的码（包括未对齐的同一组码）间的相关系数为0或1/n（n为码元数）对齐的同一组码间的相关系数为1全球定位系统的组成及信号结构>GPS卫星信号结构>测距码测距码②类型目前C/A码（Coarse/AcquisitionCode）–粗码/捕获码；码率：1.023MHz；周期：1ms；1周期含码元数：1023；码元宽度：293.05m；仅被调制在L1上P（Y）码（PreciseCode）–精码；

4、码率：10.23MHz；周期：7天；1周期含码元数：6187104000000；码元宽度：29.30m；被调制在L1和L2上现代化后在L2上调制C/A码在L1和L2增加调制M码全球定位系统的组成及信号结构>GPS卫星信号结构>测距码卫星（导航）电文①作用：向用户提供卫星轨道参数、卫星钟参数、卫星状态信息及其它信息基本结构全球定位系统的组成及信号结构>GPS卫星信号结构>卫星（导航）电文卫星（导航）电文②基本内容全球定位系统的组成及信号结构>GPS卫星信号结构>卫星（导航）电文卫星（导航）电文③遥测字（TLM–TelemetryWord）每一

5、子帧的第1个字用作捕获导航电文的前导交接字（HOW–HandOverWord）每一子帧的第2个字主要内容：Z计数全球定位系统的组成及信号结构>GPS卫星信号结构>卫星（导航）电文卫星（导航）电文④第一数据块第1子帧的第3~10个字内容：WN–GPS周L2所调制测距码标识符–“10”表示C/A码，“01”表示P(Y)码传输参数N–URATGD–信号在卫星内部的时延星钟数据龄期AODC星钟改正参数a0（钟偏），a1（钟速），a2（钟漂）全球定位系统的组成及信号结构>GPS卫星信号结构>卫星（导航）电文卫星（导航）电文⑤第二数据块第2、3子帧的第

6、3~10个字内容该发送信号卫星的星历－广播星历星历参数全球定位系统的组成及信号结构>GPS卫星信号结构>卫星（导航）电文卫星（导航）电文⑥第三数据块第4、5子帧的第3~10个字内容：所有卫星历书（概略星历）第三数据块的内容每12.5分钟重复一次全球定位系统的组成及信号结构>GPS卫星信号结构>卫星（导航）电文星历参数详解①全球定位系统的组成及信号结构>GPS卫星信号结构>星历参数详解星历参数详解②全球定位系统的组成及信号结构>GPS卫星信号结构>星历参数详解星历参数详解③全球定位系统的组成及信号结构>GPS卫星信号结构>星历参数详解星历参数

7、详解④全球定位系统的组成及信号结构>GPS卫星信号结构>星历参数详解卫星信号的调制①模二和运算规则二进制信号：“1”表示二进制“0”，“-1”表示二进制“1”，则全球定位系统的组成及信号结构>GPS卫星信号结构>卫星信号的调制卫星信号的调制②二进制信号的相位调制调频FM调幅AM调相PM注：其它调制方式全球定位系统的组成及信号结构>GPS卫星信号结构>卫星信号的调制卫星信号的调制③GPS卫星信号的调制示意图卫星信号的调制原理全球定位系统的组成及信号结构>GPS卫星信号结构>卫星信号的调制GPS卫星位置的计算-根据广播星历计算卫星位置①计算思路

8、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