ch4-GPS卫星的导航电文和卫星信号PPT课件.ppt

;第四章 GPS导航电文和卫星信号;§4.1 GPS卫星导航电文;§4.1 GPS卫星导航电文; 每一个子帧都是以一个遥测码（TLM）开始。第一个字主要是遥测码，其中第1～8比特是同步码，作为识别电文内容的序文；第9～22比特为遥测电文，主要是供地面监测站使用的信息；第23～24比特无意义；第25～30比特为奇偶校验码。第二个字为转换码（HOW），转换码的作用是帮助用户从捕获的C/A码转换到对P码的捕获，并以同步进行锁定。第一子帧第三到第十个字称为数据块和电文块，如下页图所示，第一子帧内为数据块Ⅰ，第二、三子帧为数据块Ⅱ，第四子帧为电文块，第五子帧为数据块Ⅲ。;§4.1 GPS卫星导航电文;§4.1 GPS卫星导航电文;§4.1 GPS卫星导航电文;（2）转换码（HOW—Hand Over Word,又称交接字） 紧接各子帧的遥测码，位于每个子帧的第二个字码，主要向用户提供用于捕获P码的Z记数。所谓Z记数是一个时间计数，它以从每星期起始时刻开始播发的D码子帧数为单位，给出了一个子帧开始瞬间的GPS时间。由于每一子帧持续时间为6s，所以下一子帧开始的时间为6*Zs，用户可以据此将接收机时钟精确对准GPS时，并快速捕获P（Y）码。 ;§4.1 GPS卫星导航电文;（4）第二数据块 第二数据块包括第2和第3子帧，其内容表示GPS卫星的星历，描述卫星的运行及其轨道的参数，包括下列三类： a、开普勒六参数。 b 、轨道摄动九参数。 C、 时间二参数 有关卫星运行及其轨道的参数内容，具体可参见第三章相关内容。;（5）第三数据块 第三数据块包括第4和第5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地卫星。;§4.1 GPS卫星导航电文;第5子帧内容： 第1-24页面提供1-24颗卫星的历书； 第25页面提供1-24颗卫星的健康状况和星期编号；;第四章 GPS导航电文和卫星信号;§4.2 GPS卫星信号;§4.2 GPS卫星信号; 选择这两个载波的目的在于测量出或消除由于电离层效应而引起 的延迟误差。 在无线电通信技术中，为了有效??传播信息，都是将频率较低的 信号加载在频率较高的载波上，此过程成为调制。然后载波携带着有 用信号传送出去，到达用户接收机。;§4.2 GPS卫星信号;§4.2 GPS卫星信号;GPS卫星信号的调制 示意图 卫星信号的调制原理;§4.2 GPS卫星信号; 在GPS导航和定位中，为了捕获C/A码以测定卫星信号传播时间，通常需要对C/A码逐个进行有哪些信誉好的足球投注网站。因为C/A 码总共只有1023个码元，若以每秒50个码元的速度有哪些信誉好的足球投注网站，约需20.5s便可达到目的。 由于C/A码的码元宽度较大，如果两个序列的码元对齐误差为码元宽度的1/10～1/100，相应的测距精度为29.3～2.9m。 ;§4.2 GPS卫星信号; 由于P码的码元宽度为C/A的1/10，如果码元的对齐精度仍为码元宽度的1/10～1/100，则由此引起的距离误差约为2.93～0.29m，仅为C/A码的1/10，所以P码用于精密的导航和定位。;§4.2 GPS卫星信号;第四章 GPS导航电文和卫星信号;GPS接收机的基本概念： GPS用户设备主要包括GPS接收机及其天线、微处理机及其终端设备以及电源等。其中接收机和天线是核心部分，习惯上统称为GPS接收机。主要功能是接收GPS卫星发射的信号，并进行处理，获取导航电文和必要的观测量。;§4.3 GPS接收机工作原理;§4.3 GPS接收机工作原理;如果把GPS信号接收设备作为一个用户测量系统，按其结构和作用可以分为： （1）天线（带前置放大器）； （2）信号处理器，用于信号接收、识别和处理； （3）微处理器，用于接收机的控制、数据采集和导航计算； （4）用户信息传输，包括操作板、显示板和数据存储器； （5）精密振荡器，用以产生标准频率； （6）电源。 GPS信号接收系统如果按其构成部分的性质和功能又可分为： （1）硬件部分：主要指上述的接收机、天线和电源等硬件设备； （2）软件部分：软件部分是现代GPS测量系统的重要组成部分。它是支持接收机硬件实现其功能、完成各种导航和定位的重要条件。一个功能齐全、品质良好的软件不仅能为用户提供极大方便，而且对于提高定位作业效率和改善定位精度，满足用户多方面的需要，具有重要的意义。;§4.3 GPS接收机工作原理;§4.3 GPS接收机工作原理;§4.3 GPS接收机工作原理;§4.3