gps衛(wèi)星的導(dǎo)航電文和衛(wèi)星信號(hào)

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1、第四章GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文和衛(wèi)星信號(hào)第一節(jié)GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文第二節(jié)GPS衛(wèi)星信號(hào)第三節(jié)GPS衛(wèi)星位置的計(jì)算第四節(jié)GPS接收機(jī)基本工作原理GPS測(cè)量原理及應(yīng)用第四章GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文和衛(wèi)星信號(hào)第一節(jié)GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文（簡(jiǎn)稱衛(wèi)星電文又叫數(shù)據(jù)碼）：所謂導(dǎo)航電文，就是包含了有關(guān)衛(wèi)星的星歷、衛(wèi)星工作狀態(tài)、時(shí)間系統(tǒng)、衛(wèi)星鐘運(yùn)行狀態(tài)、軌道攝動(dòng)改正、大氣折射改正和由C/A碼捕獲碼等導(dǎo)航信息的數(shù)據(jù)碼(或D碼)。它分為預(yù)報(bào)星歷、和精密星歷。是用戶用來定位和導(dǎo)航的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。GPS測(cè)量原理及應(yīng)用第四章GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文和衛(wèi)星信號(hào)第一節(jié)GPS衛(wèi)星的導(dǎo)

2、航電文它的基本單位是長(zhǎng)1500bit的一個(gè)主幀（如圖4-1所示），傳輸速率是50bit/s,30秒鐘傳送完畢一個(gè)主幀。一個(gè)主幀包括5個(gè)子幀，第1、2、3子幀每30秒鐘重復(fù)一次，內(nèi)容每小時(shí)更新一次。第4、5子幀的全部信息則需要750秒鐘才能夠傳送完。即第4、5子幀是12.5分鐘播完一次，然后再重復(fù)之，其內(nèi)容僅在衛(wèi)星注入新的導(dǎo)航數(shù)據(jù)后才得以更新。GPS測(cè)量原理及應(yīng)用第四章GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文和衛(wèi)星信號(hào)123451234567891030s6s0.02s0.6s25頁10個(gè)字30比特第一節(jié)GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文GPS測(cè)量原理及應(yīng)用第四章GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文和衛(wèi)

3、星信號(hào)第一節(jié)GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文一、遙測(cè)字(TLM—TelemetryWord)，位于各子幀的開頭，作為捕獲導(dǎo)航電文的前導(dǎo)。其中所含的同步信號(hào)為各子幀提供了—個(gè)同步的起點(diǎn)，使用戶便于解釋電文數(shù)據(jù)。1-8bit是同步碼（10001001）,為各子幀編碼脈沖提供一個(gè)同步起點(diǎn),接收機(jī)將從該起點(diǎn)開始順序解譯電文;9-22bit為遙測(cè)電文,包括地面監(jiān)控系統(tǒng)注入數(shù)據(jù)時(shí)的狀態(tài)信息、診斷信息及其他信息；23和24bit是連接碼；25-30bit為奇偶檢查碼，它用于發(fā)現(xiàn)和糾正錯(cuò)誤。GPS測(cè)量原理及應(yīng)用第四章GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文和衛(wèi)星信號(hào)第一節(jié)GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文二、交接

4、字(HOW—HandOverWord），緊接著各子幀開頭的遙測(cè)字，主要幫助用戶從捕獲的C/A碼轉(zhuǎn)換到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)，它表示下一子幀開始瞬間的GPS時(shí)。但為了使用方便，Z計(jì)數(shù)一般表示為從每星期六/星期日子夜零時(shí)開始發(fā)播的子幀數(shù)。因?yàn)槊恳蛔訋ニ脱永m(xù)的時(shí)間為6秒，所以，下一子幀開始的瞬時(shí)即為6xZ。通過交接字可以實(shí)時(shí)地了解觀測(cè)瞬時(shí)在P碼周期中所處的準(zhǔn)確位置，以便迅速地捕獲P碼GPS測(cè)量原理及應(yīng)用第四章GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文和衛(wèi)星信號(hào)第一節(jié)GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文三、第一數(shù)據(jù)塊：含有關(guān)于衛(wèi)星鐘改正參數(shù)及其數(shù)據(jù)齡期

5、、星期的周數(shù)編號(hào)以及電離層改正參數(shù)和衛(wèi)星工作狀態(tài)等信息?，F(xiàn)對(duì)其中的主要內(nèi)容介紹如下：1．時(shí)延差改正Tgd表示信號(hào)在衛(wèi)星內(nèi)部的時(shí)延差（Tp1-Tp2），即P1碼與P2碼從產(chǎn)生到發(fā)出的時(shí)間差異。第7字碼的第17—24比特表示載波L1、L2的電離層時(shí)延差改正Tgd。當(dāng)使用單頻接收機(jī)時(shí)，用Tgd改正所觀測(cè)的結(jié)果，以減小電離層效應(yīng)影響提高定位精度；當(dāng)采用雙頻接收機(jī)時(shí)，就不必要采用這個(gè)時(shí)延差改正。GPS測(cè)量原理及應(yīng)用第四章GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文和衛(wèi)星信號(hào)第一節(jié)GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文2．?dāng)?shù)據(jù)齡期AODC第3字碼的第23、和第24比特,以及第8字碼的第1—8比特，均表示衛(wèi)

6、星時(shí)鐘的數(shù)據(jù)齡期AODC。GPS試驗(yàn)衛(wèi)星的AODC只占8個(gè)比特，而GPS工作衛(wèi)星卻擴(kuò)展到了10個(gè)比特。A0DC是時(shí)鐘改正數(shù)的外推時(shí)間間隔，它向用戶指明對(duì)衛(wèi)星時(shí)鐘改正數(shù)的置信度，且知AODC＝toc-tl(4-1)式中:toc為第一數(shù)據(jù)塊的參考時(shí)刻，tl是計(jì)算時(shí)鐘參數(shù)所作測(cè)量的最后觀測(cè)時(shí)間。GPS測(cè)量原理及應(yīng)用第四章GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文和衛(wèi)星信號(hào)第一節(jié)GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文3.星期序號(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.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，便可按下式計(jì)算

7、任意時(shí)刻t的鐘改正數(shù)△t△t＝a0十a(chǎn)1(t—toc)十a(chǎn)2(t—toc)2(4-2)GPS測(cè)量原理及應(yīng)用第四章GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文和衛(wèi)星信號(hào)第一節(jié)GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文四、第二數(shù)據(jù)塊包含在2、3兩個(gè)子幀，主要向用戶提供有關(guān)計(jì)算衛(wèi)星運(yùn)行位置的信息。該數(shù)據(jù)塊一般稱為衛(wèi)星星歷，數(shù)據(jù)塊二提供了用戶利用GPS實(shí)時(shí)導(dǎo)航和定位的基本數(shù)據(jù)。（如圖4-2所示）GPS測(cè)量原理及應(yīng)用第四章GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文和衛(wèi)星信號(hào)第一節(jié)GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文GPS測(cè)量原理及應(yīng)用第四章GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文和衛(wèi)星信號(hào)第一節(jié)GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文衛(wèi)星的運(yùn)行及其軌道的參數(shù)1.開普勒六參數(shù)：這6個(gè)參

8、數(shù)為：a1/2，e，i０，Ω0，ω，M0（其含義同3.4）。2.軌道攝動(dòng)九參數(shù)這9個(gè)參數(shù)為：