GPS數(shù)據(jù)信號詳解
GPS數(shù)據(jù)信號其中包含了調(diào)配在一起的載波通信、測距碼、數(shù)據(jù)信息碼。
1.載波通信包含L1、L2、L3、L5。
2.測距碼包含C/A、P(Y)、L1C、L2C等。測距碼又被稱為:偽隨機(jī)碼、PRN碼、擴(kuò)頻通信碼,每一個(gè)別稱都代表著測距碼的一個(gè)特點(diǎn)與作用。
3.信息碼便是導(dǎo)航欄報(bào)文,包括了通訊衛(wèi)星的路軌、鐘差、對流層、完好性等相關(guān)信息。
測距碼的碼寬越少(即碼速度越大),激光測距準(zhǔn)確度越大。碼長越少越便于捕捉。廣西gps經(jīng)銷商表示,碼長越久則有關(guān)特性就越好、抗單頻干擾能力就越好、積分兌換時(shí)間比較長,能夠降低多址影響,還有助于在擋住的環(huán)境里觀察。
一、早期GPS
早期GPS僅有L1、L22個(gè)工作頻率,及其C/A、P(Y)二種測距碼,選用相移鍵控(BPSK)調(diào)配。
在L1上P(Y)碼與C/A碼正交和,網(wǎng)絡(luò)帶寬同是20.46MHz。
在L2上僅有P(Y)碼。
P精碼,即軍碼。
Y碼,在反蒙騙影響(AS)方式激話時(shí),用于取代P碼,記作P(Y)。
C/A粗碼,民用型激光測距數(shù)據(jù)信號。C/A碼長短比較短,便于捕捉。得到導(dǎo)航欄報(bào)文后,適合于捕捉P碼。
缺陷:軍碼與民碼并沒有分離出來。捕捉軍碼需要民碼去引導(dǎo),而民碼易被影響。
二、BlockIIR-M
2005年9月21日,第.一顆BlockIIR-M通信衛(wèi)星。
BlockIIR-M提升了L1和L2的輸出功率,還加入了一個(gè)新的軍碼M碼和新民碼L2C
M碼與此同時(shí)調(diào)配在L1和L2,選用偏位載波通信(BOC)調(diào)配。
M碼后面很有可能替代P(Y)碼。其特點(diǎn)是可提升碼的信號強(qiáng)度來避免影響,然后把軍碼與民碼完全分離出來,無需要民碼正確引導(dǎo)就能獲得軍碼。
由圖中可以看到,因?yàn)镸碼的BOC調(diào)制方式,它功率至高值與C/A碼分開,降低了影響,完成了頻帶分離出來。
L2里的新民碼L2C也選用相移鍵控(BPSK)調(diào)配,但比C/A碼更加復(fù)雜。L2C包含中碼CM和長碼CL,根據(jù)時(shí)長重復(fù)使用方法來廣播節(jié)目2個(gè)測距碼。CM調(diào)配了CNAV導(dǎo)航欄報(bào)文,CL中并沒有導(dǎo)航欄報(bào)文,被稱作導(dǎo)頻數(shù)據(jù)信號。
在數(shù)據(jù)信號較差時(shí),影響較強(qiáng)時(shí),導(dǎo)頻數(shù)據(jù)信號便于捕捉。因?yàn)閷?dǎo)頻環(huán)路中不調(diào)配報(bào)文,在規(guī)劃追蹤環(huán)城路時(shí)更方便更加效率。導(dǎo)頻環(huán)路便于追蹤鎖住數(shù)據(jù)信號,并獲取初始觀察量。再換導(dǎo)頻環(huán)路的載波相位和碼相位差輔助數(shù)據(jù)環(huán)路進(jìn)行相關(guān)積分兌換和報(bào)文獲取。
因?yàn)镃M碼和CL碼都比C/A碼長,比較容易與噪音分離出來,因而L2C碼比C/A碼有關(guān)特性更強(qiáng)。在擋住的情形下,可以更加平穩(wěn)地鎖住數(shù)據(jù)信號。
廣西gps經(jīng)銷商表示,在從前可以用單頻載波相位組成觀測值,或?qū)Ш綑趫?bào)文中的高雅實(shí)體模型來清除對流層延遲時(shí)間。如今選用L2C碼與L1C/A碼2個(gè)民用型測距碼組成,也可以清除對流層延時(shí)偏差,可大幅度提高測距碼精度等級。
L2C與C/A碼一樣,碼速度為1.023MHz。碼速度越小,激光測距準(zhǔn)確度越小,可是主板芯片組功能損耗也越小,規(guī)格也越低,對便攜設(shè)備有重要作用。
三、BlockIIF
2010年逐漸發(fā)送BlockIIF通訊衛(wèi)星,增強(qiáng)了L5民用型數(shù)據(jù)信號和L3。
L5數(shù)據(jù)信號有兩種測距碼,同相位碼I5和四相碼Q5,相互之間正交和。與L2C廣播節(jié)目CM和CL一樣,L5也選用時(shí)長重復(fù)使用方法廣播節(jié)目2個(gè)I5和Q5碼。
I5調(diào)配了CNAV導(dǎo)航欄報(bào)文,Q5并沒有導(dǎo)航欄報(bào)文,是一個(gè)導(dǎo)頻數(shù)據(jù)信號。I5和Q5碼速度均為10.23MHz,與P(Y)碼同樣,是L1的10倍,因而激光測距準(zhǔn)確度更高一些。L5載波通信輸出功率大約為L1兩倍,更容易抗干擾性,并消弱多路徑效用。
L5與美國聯(lián)邦航空管理局(FAA)的多源提高系統(tǒng)軟件(WAAS)適配,適用我國航線的中國民航局。
L3(1381.05MHz)。數(shù)據(jù)顯示其用以發(fā)覺核彈爆炸或其它效率能量輻射傳熱事件核彈爆炸偵查系統(tǒng)軟件(NDS)服務(wù)平臺給予通訊聯(lián)系。
四、BlockIII
2018年12月23日,首顆BlockIII成功發(fā)射??梢砸勒招枰?,快速關(guān)掉特殊區(qū)域的導(dǎo)航欄數(shù)據(jù)信號推送。
BlockIII衛(wèi)星廣播另一民用信號L1C,能與別的導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)兼容互操作性。
L1C有兩種正交和的環(huán)路,碼長均為10230bit,選用偏位載波通信(BOC)調(diào)制方式。L1CP是沒有導(dǎo)航欄報(bào)文的導(dǎo)頻數(shù)據(jù)信號,L1CD是通過CNAV-2導(dǎo)航欄報(bào)文調(diào)制的。與L2C和L5一樣,選用時(shí)長重復(fù)使用方法廣播節(jié)目2個(gè)數(shù)據(jù)信號。
L1C碼長是CA碼的10倍,有關(guān)特性更強(qiáng),但不容易捕捉。廣西gps經(jīng)銷商表示,因而,L1C碼的數(shù)據(jù)信息環(huán)路用于載入導(dǎo)航欄報(bào)文,導(dǎo)頻環(huán)路專門用于捕捉。
L1C與L1載波通信別的數(shù)據(jù)信號很容易分離出來。
L1C碼將取代L1C/A碼,但是由于BlockIII通訊衛(wèi)星升級比較慢,短時(shí)間難以達(dá)到。
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