《GPS定位與導(dǎo)航》第四章衛(wèi)星信號(hào)信號(hào)的基本概念GPS測(cè)距碼與載波特點(diǎn)GPS衛(wèi)星信號(hào)構(gòu)成與產(chǎn)生2025/10/2一、信號(hào)的基本概念1.碼-----信息的二進(jìn)制數(shù)及其組合2.碼元----1位二進(jìn)制數(shù)(比特)3.編碼----規(guī)則組合二進(jìn)制數(shù)4.隨機(jī)噪聲碼----碼元取值(0或1)為完全無規(guī)律的碼序列特點(diǎn)：非周期性、無法復(fù)制、自相關(guān)性好。

§4-1GNSS信號(hào)與特點(diǎn)2025/10/2自相關(guān)性好結(jié)構(gòu)相同的隨機(jī)碼序列u(t)~u(t)通過平移碼元數(shù)，相應(yīng)的碼元相互對(duì)齊?！?-1GNSS信號(hào)與特點(diǎn)~u(t)tu(t)t2025/10/2隨機(jī)噪聲碼序列的自相關(guān)函數(shù)分析:當(dāng)Du=0,R(t)=0

§4-1GNSS信號(hào)與特點(diǎn)2025/10/25.偽隨機(jī)噪聲碼具有確定編碼規(guī)則的周期性碼序列PRN容易復(fù)制多極反饋移位寄存器產(chǎn)生GPS系統(tǒng)采用

§4-1GNSS信號(hào)與特點(diǎn)

2025/10/2偽隨機(jī)碼由多級(jí)反饋移位寄存單元構(gòu)成，每個(gè)存儲(chǔ)單元只有“o”或“l(fā)”兩種狀態(tài)，并接收時(shí)鐘脈沖和置“l(fā)”脈沖的驅(qū)動(dòng)和控制。

§4-1GNSS信號(hào)與特點(diǎn)2025/10/2

§4-1GNSS信號(hào)與特點(diǎn)狀態(tài)編號(hào)各級(jí)狀態(tài)模二加反饋未級(jí)輸出1234567891011121314151111111011001000000100100100100100110110110110100101101101110001001101011111111000100110102025/10/2

§4-1GNSS信號(hào)與特點(diǎn)

二、衛(wèi)星信號(hào)構(gòu)成與產(chǎn)生1、衛(wèi)星信號(hào)構(gòu)成載波----L1&L2….L3-L5測(cè)距碼信號(hào)----C/A碼&P碼導(dǎo)航電文----信息碼(D碼)2025/10/22、衛(wèi)星信號(hào)特征

§4-1GNSS信號(hào)與特點(diǎn)

DC/APL1L22025/10/23、衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生----原子鐘產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率f0

§4-1GNSS信號(hào)與特點(diǎn)

基準(zhǔn)頻率f01227.60MHz10.23MHz1575.42MHzD碼(數(shù)碼、導(dǎo)航電文)L1L2C/APP1.023MHz10.23MHz10.23MHz1015412050BPS2025/10/2

C/A碼產(chǎn)生工藝

§4-1GNSS信號(hào)與特點(diǎn)2025/10/2三、測(cè)距碼1.C/A碼Coarse/AcquisitionCode特點(diǎn)：C/A碼長(zhǎng)為1023bit(比特)，周期=1ms，易于捕獲，碼寬：t0=1/f=0.97752μs(碼元持續(xù)時(shí)間)距離：L=293.1m(碼元持續(xù)時(shí)間

與c乘積)精度：29.3-2.93m通過捕獲C/A碼衛(wèi)星提供的導(dǎo)航電文，容易捕獲P碼

§4-1GNSS信號(hào)與特點(diǎn)

2025/10/2功能:粗測(cè)距快速搜捕衛(wèi)星導(dǎo)航電文用于分址----不同信號(hào)通過捕獲C/A碼衛(wèi)星提供的導(dǎo)航電文，捕獲P碼=Call:捕獲碼明碼

§4-1GNSS信號(hào)與特點(diǎn)2025/10/22.P碼PreciseCode特點(diǎn)：P碼長(zhǎng)為6.19

1012bit(比特)，周期=7天，不易捕獲，碼寬：t0=1/f=0.097752μs(碼元持續(xù)時(shí)間)距離：L=29.3m(碼元持續(xù)時(shí)間

與c乘積)精度：2.93-0.293mP碼設(shè)計(jì)周期T=267天

，分成38部分，每顆衛(wèi)星使用不同信號(hào)部分(32---衛(wèi)星、5---監(jiān)控站、1---備用)P

§4-1GNSS信號(hào)與特點(diǎn)2025/10/2功能:精密測(cè)距

P碼用于分址軍用密碼

§4-1GNSS信號(hào)與特點(diǎn)

2025/10/2

測(cè)距碼比較

C/A碼（測(cè)距時(shí)有模糊度）P碼

§4-1GNSS信號(hào)與特點(diǎn)

2025/10/2四、載波L1/L2攜帶調(diào)制信號(hào)的高頻振蕩波；C/A碼=1.23Mbit/sP碼=10.23Mbit/s

§4-1GNSS信號(hào)與特點(diǎn)

波段F(GHz)

(cm)P220-300115L1-220S2-410C4-85X8-123K18-261.352025/10/2

§4-1GNSS信號(hào)與特點(diǎn)調(diào)制信號(hào)相位躍遷=而當(dāng)碼狀態(tài)取-l與載波相乘時(shí)，載波相位改變1800。這樣當(dāng)碼值由0變?yōu)?，或由1變?yōu)?時(shí)，都會(huì)使調(diào)制后的載波相位改變1800。L1載波上調(diào)制P碼和C/A碼,L2只調(diào)制P碼2025/10/2四、載波L1/L2（1）信號(hào)解調(diào)碼相關(guān)解調(diào)技術(shù)=將接收機(jī)產(chǎn)生的復(fù)制碼信號(hào)，在同步條件下與衛(wèi)星信號(hào)相乘

§4-1GNSS信號(hào)與特點(diǎn)

2025/10/2（2）載波作用搭載其它調(diào)制信號(hào)與C\A、P碼有相同的(A、f、)；測(cè)定多普勒頻移：精密測(cè)量距離

§4-1GNSS信號(hào)與特點(diǎn)

色散效應(yīng)2025/10/2（3）特點(diǎn)所選擇的頻率有利于測(cè)定多普勒頻移所選擇的頻率有利于減弱信號(hào)所受的電離層折射影響選擇兩個(gè)頻率可以較好地消除信號(hào)的電離層折射延遲（電離層折射延遲于信號(hào)的頻率有關(guān)）

§4-1GNSS信號(hào)與特點(diǎn)

2025/10/2目前L1–頻率：154f0=1575.43MHz；波長(zhǎng)：19.03cmL2–頻率：120f0