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GPS衛(wèi)星向廣大用戶發(fā)送的導(dǎo)航電文是一種不歸零的二進(jìn)制數(shù)據(jù)碼D（t），碼率fd=50HZ。為了節(jié)省衛(wèi)星的電能、增強(qiáng)GPS信號(hào)的抗干擾性、保密性，實(shí)現(xiàn)遙遠(yuǎn)的衛(wèi)星通訊，GPS衛(wèi)星采用偽噪聲碼對(duì)D碼作二級(jí)調(diào)制，即先將D碼調(diào)制成偽噪聲碼（P碼和C/A碼），再將上述兩噪聲碼調(diào)制在L1、L2兩載波上，形成向用戶發(fā)射的GPS射電信號(hào)。因此，GPS信號(hào)包括兩種載波（L1、L2）和兩種偽噪聲碼（P碼、C/A碼）。這四種GPS信號(hào)的頻率皆源于10.23MHZ（星載原子鐘的基頻）的基準(zhǔn)頻率。基準(zhǔn)頻率與各信號(hào)頻率之間存在一定的比例。其中，P碼為精確碼，美國(guó)為了自身的利益，只供美國(guó)軍方、政府機(jī)關(guān)以及得到美國(guó)政府批準(zhǔn)的民用用戶使用，C/A碼為粗碼，其定位和時(shí)間精度均低于P碼，目前，全世界的民用客戶均可不受限制地免費(fèi)使用。 地面監(jiān)控系統(tǒng) 地面監(jiān)控系統(tǒng)由均勻分布在美國(guó)本土和三大洋的美軍基地上的5個(gè)監(jiān)測(cè)站、一個(gè)主控站和三個(gè)注入站構(gòu)成。該系統(tǒng)的功能是：對(duì)空間衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制，并向每顆衛(wèi)星注入更新的導(dǎo)航電文。 地面監(jiān)控系統(tǒng)各站的主要任務(wù)是： 監(jiān)測(cè)站 用GPS接收系統(tǒng)測(cè)量每顆衛(wèi)星的偽距和距離差，采集氣象數(shù)據(jù)，并將觀測(cè)數(shù)據(jù)傳送給主控點(diǎn)。5個(gè)監(jiān)控站均為無(wú)人守值的數(shù)據(jù)采集中心。 主控站 主控站接收各監(jiān)測(cè)站的GPS衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)、衛(wèi)星工作狀態(tài)數(shù)據(jù)、各監(jiān)測(cè)站和注入站自身的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。根據(jù)上述各類數(shù)據(jù)，完成以下幾項(xiàng)工作： ·及時(shí)編算每顆衛(wèi)星的導(dǎo)航電文并傳送給注入站。 ·控制和協(xié)調(diào)監(jiān)測(cè)站間、注入站間的工作，檢驗(yàn)注入衛(wèi)星的導(dǎo)航電文是否正確以及衛(wèi)星是否將導(dǎo)航電文發(fā)給了GPS用戶系統(tǒng)。 ·診斷衛(wèi)星工作狀態(tài)，改變偏離軌道的衛(wèi)星位置及姿態(tài)，調(diào)整備用衛(wèi)星取代失效衛(wèi)星。 注入站 接受主控站送達(dá)的各衛(wèi)星導(dǎo)航電文并將之注入飛越其上空的每顆衛(wèi)星。 用戶接收系統(tǒng) 用戶接收系統(tǒng)主要由以無(wú)線電傳感和計(jì)算機(jī)技術(shù)支撐的GPS衛(wèi)星接收機(jī)和GPS數(shù)據(jù)處理軟件構(gòu)成。 GPS接收機(jī) GPS衛(wèi)星接收機(jī)的基本結(jié)構(gòu)是天線單元和接收單元兩部分。天線單元的主要作用是：當(dāng)GPS衛(wèi)星從地平線上升起時(shí)，能捕獲、跟蹤衛(wèi)星，接收放大GPS信號(hào)。接收單元的主要作用是：記錄GPS信號(hào)并對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和濾波處理，還原出GPS衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航電文，解求信號(hào)在站星間的傳播時(shí)間和載波相位差，實(shí)時(shí)地獲得導(dǎo)航定位數(shù)據(jù)或采用測(cè)后處理的方式，獲得定位、測(cè)速、定時(shí)等數(shù)據(jù)。 一、導(dǎo)航電文格式 導(dǎo)航電文也是二進(jìn)制碼，依規(guī)定格式組成，按幀向外播送。每幀電文含有1500 bit，播送速度為50bit/s。所以傳播一幀電文需要30秒。 每幀導(dǎo)航電文含有5個(gè)子幀，每個(gè)子幀分別含有10個(gè)字，每個(gè)字30bit，故每一子幀共300bit,播送時(shí)間6秒。為了記載多達(dá)25顆衛(wèi)星的星歷，所以子幀4和5各有25頁(yè)。子幀1，2，3與子幀4，5的每一頁(yè)均構(gòu)成一個(gè)主幀。在每一主幀的幀與幀之間，1，2，3子幀的內(nèi)容每小時(shí)更新一次，而子幀4，5的內(nèi)容，僅在給衛(wèi)星注入新的導(dǎo)航數(shù)據(jù)后才得以更新。 二、導(dǎo)航電文的內(nèi)容 1、遙測(cè)字（TLM）：位于各子幀開(kāi)頭，作為捕獲導(dǎo)航電文的前導(dǎo)。其中所含的同步信號(hào)，為各子幀提供一個(gè)同步的起點(diǎn)，使用戶便于解譯電文數(shù)據(jù)。 2、交接字（HOW）：緊接開(kāi)頭的遙測(cè)字，主要是向用戶提供捕獲P碼的Z計(jì)數(shù)。所謂Z計(jì)數(shù)，是從每星期六/星期日子夜零時(shí)起算的時(shí)間計(jì)數(shù)，它表示下一子幀開(kāi)始瞬間的GPS時(shí)。通過(guò)交接字，可以實(shí)時(shí)的了解觀測(cè)瞬時(shí)在P碼周期中所處的準(zhǔn)確位置，以便迅速的捕獲P碼。 3、數(shù)據(jù)塊I：含有關(guān)于衛(wèi)星鐘改正參數(shù)及其數(shù)據(jù)齡期，星期的周數(shù)編號(hào)，電離層改正參數(shù)和衛(wèi)星工作狀態(tài)等信息。主要有： ①衛(wèi)星鐘改正參數(shù)a0，a1，a2，分別表示該衛(wèi)星的鐘差、鐘速及鐘速的變化率。當(dāng)已知這些參數(shù)后，就可以求出任意時(shí)刻t的鐘改正數(shù)Δt 。 ②參考?xì)v元t0e為數(shù)據(jù)塊I的基準(zhǔn)時(shí)間，從GPS時(shí)每星期六/星期日子夜零時(shí)起算，變化于0～604800秒。 ③鐘數(shù)據(jù)齡期AODC，表示基準(zhǔn)時(shí)間t0e和最近一次更新星歷數(shù)據(jù)的時(shí)間tL之差，既AODC＝t0e-tL。由于隨著時(shí)間的推移，所給出的衛(wèi)星鐘改正參數(shù)的精度將隨之下降，所以鐘數(shù)據(jù)齡期主要是用于評(píng)價(jià)鐘改正參數(shù)的可信程度。 ④現(xiàn)時(shí)星期編號(hào)WN，表示從1980年1月6日協(xié)調(diào)時(shí)零點(diǎn)起算的GPS時(shí)星期數(shù)。 4數(shù)據(jù)塊II：包含在2，3兩個(gè)子幀里，主要向用戶提供有關(guān)計(jì)算衛(wèi)星運(yùn)行位置的信息。數(shù)據(jù)塊II提供了用戶利用GPS實(shí)時(shí)定位的基本數(shù)據(jù)。 5數(shù)據(jù)塊III：包含在第4，5兩個(gè)子幀中，主要向用戶提供GPS衛(wèi)星的概略星歷及衛(wèi)星工作狀態(tài)的信息，所以稱為衛(wèi)星的歷書。當(dāng)用戶捕獲一顆衛(wèi)星后，變可從其導(dǎo)航電文的數(shù)據(jù)塊III中，知道其它衛(wèi)星的概略位置，衛(wèi)星鐘的概略改正數(shù)以及工作狀態(tài)等信息。這對(duì)于選擇適宜的觀測(cè)衛(wèi)星，并構(gòu)成最佳的幾何圖形，以提高定位的精度適重要的，同時(shí)也有助于縮短搜捕衛(wèi)星信號(hào)的時(shí)間。

回答者：nflcorbin82016-11-27 00:00