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定位器的GNSS通訊信號體制說明

物聯(lián)方案

2020年03月27日

衛(wèi)星信號可分為三個層次:載波、偽碼和數(shù)據(jù)碼。偽碼和數(shù)據(jù)碼先調(diào)制到載波,然后衛(wèi)星將調(diào)制發(fā)送給載波信號。


載波頻率

這些衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中使用的載波無線電信號屬于超高頻(300 MHz-3 GHz)。衛(wèi)星利用頻率合成器在參考頻率的基礎(chǔ)上產(chǎn)生這兩種頻率。GPS衛(wèi)星信號的兩種信號成分:測距碼和數(shù)據(jù)碼通過相位調(diào)制技術(shù)調(diào)制到載波,調(diào)制碼的幅度僅為0或1。


偽碼-C/A碼,P碼

CDMA是一種直接序列擴頻的多址接入技術(shù)。在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中,主要采用兩種多址技術(shù):GPS、BD、GLONASS采用CDMA碼分多址接入,GLONASS采用FDMA頻分多址接入。對于接收機來說,多個衛(wèi)星信號同時到達,因此需要使用多址技術(shù)來區(qū)分不同的衛(wèi)星。


以GPS為例,它可以看作是一個基于碼分多址(CDMA)的擴頻通信系統(tǒng),其中的碼是偽碼。偽碼中的二進制數(shù)稱為碼元/碼元,碼片的持續(xù)時間為碼寬,碼寬倒計時為碼速率。GPS定位器提供兩種定位服務(wù):標準定位服務(wù)(SPS)和精密定位服務(wù)(PPS)。這兩種方法的不同之處在于調(diào)制載波信號的測距碼不同,分別對應(yīng)于粗捕獲碼(C/A碼、粗/捕獲碼)和精度碼(PreciseCode)。C/A碼和P碼都是偽碼.C/A碼和P(Y)碼在L1上調(diào)制,P(Y)碼僅在L2上調(diào)制。


導(dǎo)航訊息

導(dǎo)航信息包括與計算衛(wèi)星位置(衛(wèi)星星歷)、系統(tǒng)時間、衛(wèi)星時鐘參數(shù)、C/A代碼到P碼轉(zhuǎn)換字和衛(wèi)星工作狀態(tài)有關(guān)的數(shù)據(jù)。衛(wèi)星提供給用戶,用戶將其應(yīng)用到導(dǎo)航解決方案中。這些數(shù)據(jù)以二進制代碼的形式發(fā)送給用戶,因此衛(wèi)星消息也稱為數(shù)據(jù)代碼或D碼。


消息的基本單元是高達1500位的主幀,廣播速率為50位/秒。每個主幀被分成五個子幀,每個子幀的長度分別為6s、1、2和3個子幀,每個子幀有10個代碼,每個代碼是30位,第4和第5個子幀有25頁,總共37500位,最多12。5分鐘(。與1,2,3子幀不同,它們每30幀重復(fù)一次,并且需要多達750來傳輸?shù)?和第5子幀的全部信息,即第4和第5子幀為12。5分鐘重復(fù)。這表明GPS信號接收器需要750才能獲得完整的衛(wèi)星導(dǎo)航信息。




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