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GPS衛星向廣大用戶發送的導航電文是一種不歸零的二進制數據碼D（t），碼率fd=50HZ。為了節省衛星的電能、增強GPS信號的抗干擾性、保密性，實現遙遠的衛星通訊，GPS衛星采用偽噪聲碼對D碼作二級調制，即先將D碼調制成偽噪聲碼（P碼和C/A碼），再將上述兩噪聲碼調制在L1、L2兩載波上，形成向用戶發射的GPS射電信號。因此，GPS信號包括兩種載波（L1、L2）和兩種偽噪聲碼（P碼、C/A碼）。這四種GPS信號的頻率皆源于10.23MHZ（星載原子鐘的基頻）的基準頻率。基準頻率與各信號頻率之間存在一定的比例。其中，P碼為精確碼，美國為了自身的利益，只供美國軍方、政府機關以及得到美國政府批準的民用用戶使用，C/A碼為粗碼，其定位和時間精度均低于P碼，目前，全世界的民用客戶均可不受限制地免費使用。 地面監控系統 地面監控系統由均勻分布在美國本土和三大洋的美軍基地上的5個監測站、一個主控站和三個注入站構成。該系統的功能是：對空間衛星系統進行監測、控制，并向每顆衛星注入更新的導航電文。 地面監控系統各站的主要任務是： 監測站 用GPS接收系統測量每顆衛星的偽距和距離差，采集氣象數據，并將觀測數據傳送給主控點。5個監控站均為無人守值的數據采集中心。 主控站 主控站接收各監測站的GPS衛星觀測數據、衛星工作狀態數據、各監測站和注入站自身的工作狀態數據。根據上述各類數據，完成以下幾項工作： ·及時編算每顆衛星的導航電文并傳送給注入站。 ·控制和協調監測站間、注入站間的工作，檢驗注入衛星的導航電文是否正確以及衛星是否將導航電文發給了GPS用戶系統。 ·診斷衛星工作狀態，改變偏離軌道的衛星位置及姿態，調整備用衛星取代失效衛星。 注入站 接受主控站送達的各衛星導航電文并將之注入飛越其上空的每顆衛星。 用戶接收系統 用戶接收系統主要由以無線電傳感和計算機技術支撐的GPS衛星接收機和GPS數據處理軟件構成。 GPS接收機 GPS衛星接收機的基本結構是天線單元和接收單元兩部分。天線單元的主要作用是：當GPS衛星從地平線上升起時，能捕獲、跟蹤衛星，接收放大GPS信號。接收單元的主要作用是：記錄GPS信號并對信號進行解調和濾波處理，還原出GPS衛星發送的導航電文，解求信號在站星間的傳播時間和載波相位差，實時地獲得導航定位數據或采用測后處理的方式，獲得定位、測速、定時等數據。 一、導航電文格式 導航電文也是二進制碼，依規定格式組成，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。 每幀導航電文含有5個子幀，每個子幀分別含有10個字，每個字30bit，故每一子幀共300bit,播送時間6秒。為了記載多達25顆衛星的星歷，所以子幀4和5各有25頁。子幀1，2，3與子幀4，5的每一頁均構成一個主幀。在每一主幀的幀與幀之間，1，2，3子幀的內容每小時更新一次，而子幀4，5的內容，僅在給衛星注入新的導航數據后才得以更新。 二、導航電文的內容 1、遙測字（TLM）：位于各子幀開頭，作為捕獲導航電文的前導。其中所含的同步信號，為各子幀提供一個同步的起點，使用戶便于解譯電文數據。 2、交接字（HOW）：緊接開頭的遙測字，主要是向用戶提供捕獲P碼的Z計數。所謂Z計數，是從每星期六/星期日子夜零時起算的時間計數，它表示下一子幀開始瞬間的GPS時。通過交接字，可以實時的了解觀測瞬時在P碼周期中所處的準確位置，以便迅速的捕獲P碼。 3、數據塊I：含有關于衛星鐘改正參數及其數據齡期，星期的周數編號，電離層改正參數和衛星工作狀態等信息。主要有： ①衛星鐘改正參數a0，a1，a2，分別表示該衛星的鐘差、鐘速及鐘速的變化率。當已知這些參數后，就可以求出任意時刻t的鐘改正數Δt 。 ②參考歷元t0e為數據塊I的基準時間，從GPS時每星期六/星期日子夜零時起算，變化于0～604800秒。 ③鐘數據齡期AODC，表示基準時間t0e和最近一次更新星歷數據的時間tL之差，既AODC＝t0e-tL。由于隨著時間的推移，所給出的衛星鐘改正參數的精度將隨之下降，所以鐘數據齡期主要是用于評價鐘改正參數的可信程度。 ④現時星期編號WN，表示從1980年1月6日協調時零點起算的GPS時星期數。 4數據塊II：包含在2，3兩個子幀里，主要向用戶提供有關計算衛星運行位置的信息。數據塊II提供了用戶利用GPS實時定位的基本數據。 5數據塊III：包含在第4，5兩個子幀中，主要向用戶提供GPS衛星的概略星歷及衛星工作狀態的信息，所以稱為衛星的歷書。當用戶捕獲一顆衛星后，變可從其導航電文的數據塊III中，知道其它衛星的概略位置，衛星鐘的概略改正數以及工作狀態等信息。這對于選擇適宜的觀測衛星，并構成最佳的幾何圖形，以提高定位的精度適重要的，同時也有助于縮短搜捕衛星信號的時間。

回答者：nflcorbin82016-11-27 00:00