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GPS导航系统介绍

   日期:2013-03-26     来源:中国测控网    

全球定位系统 (GPS) 为空间架构的无线电导航系统,本由美国空军所研发。虽然 GPS 原是开发做为军事定位系统之用,却也对民间产生重要影响。事实上,您目前就可能在车辆、船舶,甚至移动电话中使用 GPS 接收器。GPS 导航系统包含由 24 组卫星,均以 L1 与 L2 频带 (Band) 进行多重讯号的传输。透过 1.57542 GHz 的 L1 频带,各组卫星均产生 1.023 Mchips BPSK (二进制相位键移) 的展频讯号。展频序列则使用称为 C/A (coarse acquisition) 码的虚拟随机数 (PN) 序列。虽然展频序列为 1.023 Mchips,但实际的讯号数据传输率为 50 Hz [1]。在系统的原始布署作业中,一般 GPS 接收器可达 20 ~ 30 公尺以上的精确度误差。此种误差肇因于美国军方依安全理由所附加的随机频率误差所致。然而,此称为选择性可靠度 (Selective availability) 误差讯号源,已于 2000 年 5 月 2 日取消。在今天,接收器的最大误差不超过 5 公尺,而一般误差已降至 1 ~ 2 公尺。

不论是 L1 或 L2 (1.2276 GHz) 频带,GPS 卫星均会产生所谓的「P 码」附属讯号。此讯号为 10.23 Mbps BPSK 的调变讯号,亦使用 PN 序列做为展频码。军方即透过 P 码的传输,进行更精确的定位作业。在 L1 频带中,P 码是透过 C/A 码进行反相位 (Out of phase) 的 90 度传输,以确保可于相同载波上测得此 2 种讯号码 [2]。P 码于 L1 频带中可达 -163 dBW 的讯号功率;于 L2 频带中可达 -166 dBW。相对来说,若在地球表面的 C/A 码,则可于 L1 频带中达到最小 -160 dBW的广播功率。

 
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