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第三章 GPS的组成及信号结构 GPS卫星测距原理 GPS卫星测距原理 一、概述 一、概述 一、概述 一、概述 一、概述 一、概述 一、概述 二、卫星信号的结构 二、卫星信号的结构 一、码与码的产生 一、码与码的产生 一、码与码的产生 一、码与码的产生 一、码与码的产生 一、码与码的产生 三、GPS的测距码 三、GPS的测距码 三、GPS的测距码 三、GPS的测距码 载波 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：19.03cm L2 – 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 载波 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（电离层折射延迟与信号的频率有关） 一、导航电文的定义 二、导航电文的结构 四、导航电文的结构 四、导航电文的结构 四、导航电文的结构 四、导航电文的结构 一、GPS接收机及其分类 一、GPS接收机及其分类 一、GPS接收机及其分类 一、GPS接收机及其分类 一、GPS接收机及其分类 一、GPS接收机及其分类 二、GPS接收机基本结构 三、接收机的通道 四、GPS接收机的天线 四、GPS接收机的天线 谢谢大家！ 导航电文导航电文的结构 1 遥测码 每个子帧的第一个字码都是遥测码，作为捕获导航电文的前导。 2 转换码 每个子帧的第二个字码是转换码，它的主要作用是帮助用户从捕获的C/A码转换到P码的捕获。 导航电文导航电文的结构 3 第一数据块 第一子帧的第3~10个字码为第一数据块。它的主要内容是： （1）标识码，指明载波L2的调制波类型( “10”表示C/A码，“01”表示P(Y)码)、星期序号(WN – GPS周)、卫星的健康状况等； （2）数据龄期(AODC)； （3）卫星时钟改正系数。 导航电文导航电文的结构 4 第二数据块 第二和第三子帧共同构成第二数据块，它表示GPS卫星的星历。这是GPS定位中最有用的电文。 第2、3子帧的第3~10个字 星历参数 开普勒轨道根数（6个） 轨道摄动参数（9个） 星历参考时刻toe 星历龄期IODE 导航电文导航电文的结构 5 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） 卫星健康状态 GPS时间与UTC之间的关系的参数 电离层改正参数 第三数据块的内容每12.5分钟重复一次 §4 GPS接收机基本 工作原理 GPS接收机GPS接收机及其分类 前面已经介绍过，GPS主要包括空间卫星星座、地面监控站和用户接收设备三大部分。在用户接收设备中，接收机是用户利用GPS进行测量和导航的关键设备。 GPS接收机GPS接收机及其分类 GPS 接收机是能够接收、跟踪、变换和测量GPS信号的卫星信号接收设备。 天线单元 带前置放大器 接收天线 接收单元 信号通道 存储器 微处理器 输入输出设备 电源 GPS接收机GPS接收机及其分类 GPS信号接收机可以分为下列类型： 1. 按用途分类 （1）测地型接收机：厘米级精度，测后数据处理 （2）导航型接收机：米级精度，实时数据处理 （3）授时型接收机：专用于时间测定和频率控制 GPS接收机GPS接收机及其分类 GPS信号接收机可以分为下列类型： 2. 按所用载波频率多少分类 （1）单频接收机：仅使用第一载波及其调制波 （2）双频接收机：同时使用两个载波及其调制波 GPS接收机GPS接收机及其分类 GPS信号接收机可以分为下列类型： 3. 按接收机通道数分类 （1）多通道接收机 （2）序贯通道接收机 （3）多路复用通道接收机 GPS接收机GPS接收机及其分类 GPS信号接收机可以分为下列类型： 4. 按工作原理分类 （1）码相关型接收机 （2）平方型接收机 （3）混合型接收机 （4）干涉型接收机 GPS接收机GPS接收机基本结构 天线前置放大器 信号处理器 微处理器 振荡器 控制、显示及存储设备 电源 天线（含前置放大器） 信号处理器 微处理器 显示、控制及存储设