GPS原理及其应用 第三章 全球定位系统的组成及信号结构2

1、1第三章全球定位系统的组成及信号结构3.3 导航电文2导航电文（数据码，D码）的信息卫星轨道参数卫星钟参数电离层延迟修正参数卫星状态信息其它信息全球定位系统的组成及信号结构 GPS卫星信号结构 卫星（导航）电文3导航电文的结构基本构成图详解导航电文以帧为单位向外播发一组完整的导航电文含25个主帧一个主帧由5个子帧组成一个子帧含10个字一个字有30bit，故一个子帧有300bit导航电文播发速率为50bps，即播发一位需0.02s一个主帧有1500bit，需30s完成播发每个主帧的前三个子帧内容相同，第4、5子帧则内容不同，也称为25个页面一组完整的导航电文需12.5min完成播发4导航电文的内

2、容5第一子帧（第一数据块）（1）遥测字（TLM）各子帧第一个字功能：捕获导航电文的前导主要内容为地面监控系统在注入数据时的相关信息交接字（HOW）各子帧第二个字功能：提供时间标识主要内容：本星期内下一子帧开始的时间（子帧数）6第一子帧（2）第310个字WN GPS周由10bit表示，模为1024第一轮GPS周1980.1.6子夜零时1999年8月21日午夜第二轮GPS周1999年8月22日子夜零时2019年4月6日午夜第三轮GPS周2019年4月7日子夜零时2038年11月20日午夜7第一子帧（3）第310个字（续）L2载波上所调制测距码标识符 “10”表示C/A码，“01”表示P(Y)码用户

3、测距精度（URA）指数 表征利用该卫星测距时的测距精度反应了由于卫星和地面控制部分产生的误差，但不含用户设备及传播路径误差的影响由4个二进制位表示URA指数与URA值之间的对应关系（表3-5）URA指数（015），值越大，表示URA越大，测距精度越低卫星健康状况8第一子帧（4）第310个字（续）TGD L1信号与L2信号在卫星内部的群延之差信号群延GPS信号从生成到离开发射天线相位中心的时间L1与L2信号群延不完全相同，公共部分被吸收到卫星钟差信号群延差含系统误差与随机误差系统误差部分由TGD 给出, 绝对值不大于15ns随机误差部分绝对值小于3ns群延差的确定由卫星生产厂家确定由地面站根据长

4、期观测数据估计并注入卫星9第一子帧（5）第310个字（续）星钟数据龄期AODC表征卫星钟改正数的外推时间卫星钟误差系数导航电文中给出了a0（钟偏），a1（钟速），a2（钟漂）10第2、3子帧（第二数据块）各子帧的第1、2个字与前同第310个字主要内容描述该GPS卫星轨道的参数，即广播星历全球定位系统的组成及信号结构 GPS卫星信号结构 卫星（导航）电文11星历参数详解（1）星历参考时刻 时的轨道根数 时刻的平近点角参考时刻的轨道偏心率参考时刻轨道长半径的平方根参考时刻的轨道倾角参考时刻的近地点角距参考时刻的升交点赤经与本周开始时刻的GAST之差12星历参数详解（2）9个轨道摄动参数平均角速度n

5、的改正值升交点赤经的变化率轨道倾角的变化率升交距角的余弦及正弦调和改正项的振幅轨道倾角的余弦及正弦调和改正项的振幅卫星到地心距离的余弦及正弦调和改正项的振幅13星历参数详解（3）其他参数星历参考时刻广播星历每2h更新一次，参考时刻设在两次更新星历的中央时刻星历数据的龄期AODE14第4、5子帧（第三数据块）第4、5子帧有25个页面第三数据块的内容每12.5分钟重复一次各子帧的第1、2个字分别是遥测字与交接字各子帧第310个字的内容所有卫星历书（概略星历）卫星的健康状况AS的标识及卫星类型标识GPS时与UTC之间关系的参数 （表3-10）电离层改正参数（共8个参数）15星历参数详解（1）全球定位系统的组成及信号结构 GPS卫星信号结构 星历参数详解16星历参数详解全球定位系统的组成及信号结构 GPS卫星信号结构 星历