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卫星导航与定位技术

第4章

GPS卫星信号和GPS信号接收机

卫星导航与定位技术

§4-1导航电文

一、导航电文及其格式

1、导航电文：

就是包含有关卫星星历、时钟改正、电离层时

延改正、卫星工作状态信息以及由C/A码捕获P

码等导航信息的数据码（或D码），是用户用

来定位和导航的数据基础。

2、导航电文的格式

导航电文是二进制编码文件，按规定格式组成

数据帧，按帧向外播发。

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2、导航电文的格式

•基本单位是主帧；

•一个主帧包括5个子帧

–每个子帧含有10个字码，每个字码有30bit，

故每个子帧含有300bit，传输速率50bit/s，其播

送时间为6s；

–一个主帧含有1500bit传输时间为30s。

–第4、5子帧各有25页；

–子帧1、2、3和子帧4、5的每一页，均构成一

个主帧。

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图：导航电文的格式

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2、导航电文的格式（续）

–第1、2、3子帧每30s重复一次，内容为该

卫星的广播星历和卫星钟修正参数，每小

时更新一次。

–第4、5子帧中存放所有GPS卫星的历书数据，

信息量很大，故第4、5子帧各含25页。因

此，完整的导航电文共含有25个主帧，含

有37500bit，需要750s（12.5min）才能播

完，然后再重复，其内容仅在卫星注入新

的导航数据后才得以更新。

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二、导航电文的内容

1、遥测码（TLW，即TelemetryWord）

•遥测码位于各子帧的开头字码（30bit）

•遥测码的第1~8bit是同步码

使用户便于解译导航电文。

•第9~22bit为遥测电文，其中包括地面监控

系统注入数据时的状态信息、诊断信息和其

他信息。

•第23和第24bit是连接码；

•第25~30bit为奇偶检验码

用于发现和纠正错误。

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2、转换码（HOW，即HandOverWord）

•转换码位于每个子帧的第二个字码。

•主要功能是向用户提供用于捕获P码的Z计数。

•Z计数：

就是一个时间计数，它以从每星期起始时刻开

始播发的D码（导航电文）子帧数为单位，给

出了下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×Z）秒。

用户可以据Z计数，将接收机时钟精确对准GP

S时，预先确定本机复制P码的移动量，使本机

复制P码与接收P码快速匹配，从而快速捕获P

码。

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3、第一数据块

位于第1子帧的第3～10字码，主要内容：

（1）时延差Tgd改正

表示信号在卫星内部的时延差，即L1和L2载波

信号从产生到离开卫星发射天线所走时间的差