2023学年完整公开课版GNSS卫星信号

任务2-1

GNSS卫星定位系统信号联合全国22家院校与企业联合建设主要内容卫星信号结构1卫星信号结构1GNSS卫星信号2卫星信号的调制与解调3一、卫星信号结构卫星信号应满足的要求适应多用户系统的要求满足实时定位的要求满足高精度定位的需要满足军事保密的需要卫星信号的组成部分载波测距码导航电文一、卫星信号结构载波定义可运载调制信号的高频振荡波作用搭载其它调制信号测距一、卫星信号结构GPS载波目前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一、卫星信号结构测距码定义:用于测定从卫星至接收机间距离的二进制码码的基本概念码：二进制数组合构成的数码序列码元：一位二进制数即为一码元编码：将各种信息通过量化，并按某种预定规则表示二进制数的组合形式数码率：在数字化信息传输中，每秒钟传输的比特数码元宽度：传输一个码元所需要的时间例如：1，2，3，4编码：001，010，011，100一、卫星信号结构测距码是一组为随机码PRN可以在接收机内复制产生只有相同结构的PRN码完全对齐时才产生强相关。GPS接收机正是利用PRN码的这两个突出特性进行卫星识别和伪距测量。一、卫星信号结构根据结构的不同，GPS测距码分为C/A码(粗码)P码（精码）一、卫星信号结构C/A码定义C/A码用于分址、搜捕卫星信号和粗测距，是具有一定抗干扰能力的明码，提供给民用。基本特性是GPS卫星的民用伪随机噪声码码长1023bit，很短，易于捕获（捕获码）码元宽度977.517nsec时间周期1ms码元宽度：293.05m；不同的卫星具有不同的C/A码是L1载波的调制信号测距误差2.93~29.3m，精度较低（粗码）一、卫星信号结构P码基本特性是GPS卫星的军用码码元宽度为C/A码的1/10时间周期266天9小时45分55.5秒是L1、L2载波的调制信号不同的卫星具有不同的P码测距误差0.29~2.93m，精度较高（精码）现代化后一、卫星信号结构导航电文所谓导航电文，是指包含导航信息的数据码（D码）。导航信息指的是：卫星星历、卫星工作状态、卫星历书、时间系统、星钟改正参数、轨道摄动改正参数、大气折射改正参数、遥测码以及由粗码确定精码的交换码等。它是用户利用GNSS进行导航定位的数据基础。一、卫星信号结构二、GNSS卫星信号GPS信号组成卫星导航定位系统载波信号测距码导航电文载波频率/MHz波长/cmGPSL11575.4219.03C/A码P码M码卫星的星历、卫星工作状态、时间系统、卫星钟运行状态、轨道摄动改正、大气折射改正、由C/A码捕获P码的信息。L21227.6024.42L51176.4225.48GLONASS信号组成卫星导航定位系统载波信号测距码导航电文载波频率/MHz波长/cmGLONASSG11602.00018.7C/A码P码卫星的星历、卫星工作状态、时间系统、卫星钟运行状态、轨道摄动改正、大气折射改正、由C/A码捕获P码的信息。G21246.00024.1G51204.70424.9二、GNSS卫星信号GALILEO信号组成卫星导航定位系统载波信号测距码导航电文载波频率/MHz波长/cmGALILEOE11575.42019.0E61278.75023.4E51191.79525.2E5a1176.45025.5ESb1207.14024.8二、GNSS卫星信号BDS信号组成卫星导航定位系统载波信号测距码导航电文载波频率/MHz波长/cmBDSB11575.4219.0分为D1和D2导航电文。D1导航电文内容包括本卫星基本导航信息、全部卫星星历书与其他与时间同步信息；D2包含基本导航信息和增强服务信息。B21191.79525.17B31268.5223.65二、GNSS卫星信号卫星信号调制调制就时将载波上加上信号码，方法是用调相技术将信号调制到载波上。二、GNSS卫星信号三、卫星信号调制与解调GPS卫星信号调制在无线电通信技术中，为了有效地传播信息，一般将频率较低的信号，加载到频率较高的载波上。在L1载波上，调制有C/A码、P(Y)码和数据码，在L2载波上，调制有P(Y)码和数据码。GPS卫星天线发射的信号，是将导航电文经过两级调制后的信号。一级调制是将低频D码分别调制高频C/A码和P码，实现导航电文的伪随机码扩频；二级调制是将一级调制的组合码再分别调制在两个载波频率上。三、卫星信号调制与解调卫星信号解调解调就是去掉二进制码，只留下载波。GPS卫星信号解调由于在GPS信号中已用二进制