GPS卫星信号体制研究

2011年第1期

文章编号:1006 2475(2011)01 0142 03

计算机与现代化JISUANJIYUXIANDAIHUA

总第185期

GPS卫星信号体制研究

陈振宇,冯旭哲

(国防科技大学机电工程与自动化学院,湖南长沙410073)

摘要:信号体制是卫星导航系统的基础和重要组成部分,本文首先简单地介绍卫星定位原理,接着从GPS卫星信号的组

成入手,从导航码、测距码和载波三个方面对其进行详细的分析,并且简单地研究它们各自的特点。本文对于了解GPS及深入地学习导航有一定的指导意义。

关键词:信号体制;卫星导航;全球定位系统中图分类号:TN967.1;TP872 文献标识码:A do:i10.3969/.jissn.1006 2475.2011.01.041

StudyonSignalStructureofGPS

CHENZhen yu,FENGXu zhe

(SchoolofMechatronicsandAutomation,NationalUniv.ofDefenseTechnology,Changsha410073,China)

Abstract:Signalstructureisthebasicandimportantpartofsatellitenavigationsystem.Thispaperfirstlyintroducestheprincipleofsatellitepositioning,thenstartsfromthecomponentofGPSsatellitesignalandanalyzesitindetailinthreeaspectsincludingnavigationcode,rangingcodeandcarrierwave.Andthepaperinvestigatestheircharacteristicssimply.Thepaperhascertainref erencesignificanceforunderstandingGPSandstudyingnavigationfurther.Keywords:signalstructure;satellitenavigation;GlobalPositioningSystem

0 引 言

GPS(GlobalPositioningSystem)是美国国防部于1973年提出研制的定位系统,经过几十年的发展,它已经成为了现今最成功、应用最广泛的定位系统。它不仅广泛应用于军事领域,而且在民用领域例如汽车导航、个人手机导航、个人生命搜救、船舶定位等方面

[9,13]

也得到了广泛的应用。GPS获得如此广泛的应用是和它自己的特点分不开的,与其它定位系统相比,GPS具有如下特点:(1)全球、全天候、全天时工作;(2)精度高:能达到毫米级的静态定位和厘米级

[3]

的动态测量精度;(3)单向定位,安全性高。GPS的这些优势又是和它的合理、先进的导航信号体制密切联系的。

示,s1、s2、s3的位置是已知的,测得未知点距离s1的

距离为r1,则得到一个以s1为圆心,r1为半径的圆o1,未知点就位于该圆上,同理可以得到圆o2、o3,求得这3个圆的交点c即为所要求的未知点的位置。与二维定位类似的是GPS定位得到的是3个球,通过求得这3个球相交的部分然后再根据辅助信息就

能确定用户的位置。

1 定位原理

GPS定位是基于卫星进行定位的,定位的时候卫星的位置已知,通过测得用户距离卫星的距离来进行

[1]

定位,为了介绍原理的方便,本文采用的是二维定位,三维定位的原理类似于二维定位原理。如图1所

图1 定位原理图

收稿日期:2010 09 27

作者简介:陈振宇(1988 ),男,河南驻马店人,国防科技大学机电工程与自动化学院硕士研究生,研究方向:空间仪器工程。