gps卫星的导航电文和卫星信号.pptx

本章需学习的内容： 4.1 GPS卫星导航电文（指卫星星历、时钟改正、转换码等） 4.2 GPS卫星信号（指测距用伪随机码信号及载波信号） 4.3 卫星位置的计算（由导航电文计算观测时刻卫星的地球坐标系坐标） 4.4 GPS接收机基本工作原理;§4.1 GPS卫星的导航电文;§4.1 GPS卫星的导航电文;2.数据龄期AODC 卫星时钟的数据龄期AODC是时钟改正数的外推时间间隔，它指明卫星时钟改正数的置信度。 AODC=Toc-tl (4-1) 式中：toc为第一数据块的参考时刻；tl是计算时钟改正参数所用数据的最后观测时间。 3.星期序号WN WN表示从1980年1月6日子夜零点（UTC）起算的星期数，即GPS星期数。 4.卫星时钟改正 GPS时间系统是以地面主控站的主原子钟为基准。由于主控站主钟的不稳定性，使得GPS时间和UTC时间之间存在着差值。地面监控系统通过临测确定出这种差值，并用导航电文播发给广大用户。 每一颗GPS卫星的时钟相对GPS时系存在着差值，需加以改正，这是卫星时钟改正： Δts=a0+a1(t-toc)+a2(t-toc)2 ???;4.1.4 第二数据块 包含第2和第3子帧，其内容表示GPS卫星的星历，这些数据为用户提供了有关计算卫星运动位置的信息。描述卫星的运行及其轨道的参数包括下列三类。（如图4-2所示） 1.开普勒六参数 这6个参数为： ，e,i0,Ω0，ω，M0 2.轨道摄动九参数 这9个参数为：Δn， , ，Cuc,Cus,Crc,Crs,Cic,Cis（其含义同 3.4） 3.时间二参数 (1)从星期日子夜零点开始度量的星历参考时刻toe； (2)星历表的数据龄期AODE，有: AODE＝toe-t1 式中t1为作预报星历测量的最后观测时间，因此AODE就是预报星历的外推时间长度。;4.1.5 第三数据块 第三数据块包括第4和第5两个子帧，其内容包括了所有GPS卫星的历书数据。当接收机捕获到某颗GPS卫星后，根据第三数据块提供的其他卫星的概略星历、时钟改正、卫星工作状态等数据，用户可以选择工作正常和位置适当的卫星，并且较快地捕获到所选择的卫星。 1.第4子帧 (1)第2，3，4，5，7，8，9，10页面提供第25～32颗卫星的历书； (2)第17页面提供专用电文，第18页面给出电离层改正模型参数和UTC数据； (3)第25页面提供所以卫星的型号、防电子对抗特征符和第25～32颗卫星???健康状况； (4)第1，6，11，12，16，19，20，21，22，23，24页作备用，第13，14，15页为空闲页。 2.第5子帧 (1)第1～24页面给出第1～24颗卫星的历书； (2)第25页面给出第1～24颗卫星的健康状况和星期编号。 在第三数据块中，第4和第5子帧的每个页面的第3字码，其开始的8个比特是识别字符，且分成两种形式：（a）第1和第2比特为电文识别（DATA ID）；(b)第3～8比特为卫星识别（SV ID）。; GPS卫星信号的产生; GPS卫星信号的产生; GPS卫星信号的产生;卫星信号的频率;4.2 GPS卫星信号;伪随机噪声码的产生及特性;伪随机码的产生--M序列线性反馈移位寄存器;m序列伪随机噪声码的自相关特性;C/A码与P（y）码;GPS广播星历中用于卫星轨道计算的参数：1个参考时刻、6个轨道参数、9个受摄动影响的参数; 根据开普勒轨道参数，可计算卫星在不同坐标系中的瞬时坐标，而在实际工作中，由于轨道摄动的影响，具体计算方法有所不同。本节介绍在协议地球坐标系中GPS卫星位置的计算步骤： 1.计算真近点角Vk 计算平均角速度 加上导航电文给出的摄动改正数 得卫星运行的平均角速度为;计算归化时间 首先对观测时刻 做卫星钟差改正 然后将改正后观测时刻t归化到GPS时间系统中 （为观测时刻与广播星历之间时间间隔） 注意 不同 ;计算观测时刻t的平近点角Mk和偏近点角Ek 计算观测时刻的真近点角Vk（与Ek唯一对应） ;2.计算升交距角及轨道摄动改正项 ?升交距角： ?摄动改正项 3.计算升交距角、卫星的地心距离及轨道倾角;4.计算卫星在轨道坐标系中的坐标（x,y,z） (这里的X轴指向了升交点） 5.计算升交点的经度 6.计算在地固坐标系中的空间直角坐标;7.计算在协议地球坐标系中的空间直角坐标;4.4 GPS接收机基本工作原理;1.按接收机的用途分类 按用途接收机可分为： (1) 导航型接收机 此类型接收机主要用于运动载体的导航，它可以实时给出载体的