定位器的GNSS通讯信号体制说明

物联方案

2020年03月27日

卫星信号可分为三个层次:载波、伪码和数据码。伪码和数据码先调制到载波,然后卫星将调制发送给载波信号。


载波频率

这些卫星导航系统中使用的载波无线电信号属于超高频(300 MHz-3 GHz)。卫星利用频率合成器在参考频率的基础上产生这两种频率。GPS卫星信号的两种信号成分:测距码和数据码通过相位调制技术调制到载波,调制码的幅度仅为0或1。


伪码-C/A码,P码

CDMA是一种直接序列扩频的多址接入技术。在卫星导航系统中,主要采用两种多址技术:GPS、BD、GLONASS采用CDMA码分多址接入,GLONASS采用FDMA频分多址接入。对于接收机来说,多个卫星信号同时到达,因此需要使用多址技术来区分不同的卫星。


以GPS为例,它可以看作是一个基于码分多址(CDMA)的扩频通信系统,其中的码是伪码。伪码中的二进制数称为码元/码元,码片的持续时间为码宽,码宽倒计时为码速率。GPS定位器提供两种定位服务:标准定位服务(SPS)和精密定位服务(PPS)。这两种方法的不同之处在于调制载波信号的测距码不同,分别对应于粗捕获码(C/A码、粗/捕获码)和精度码(PreciseCode)。C/A码和P码都是伪码.C/A码和P(Y)码在L1上调制,P(Y)码仅在L2上调制。


导航讯息

导航信息包括与计算卫星位置(卫星星历)、系统时间、卫星时钟参数、C/A代码到P码转换字和卫星工作状态有关的数据。卫星提供给用户,用户将其应用到导航解决方案中。这些数据以二进制代码的形式发送给用户,因此卫星消息也称为数据代码或D码。


消息的基本单元是高达1500位的主帧,广播速率为50位/秒。每个主帧被分成五个子帧,每个子帧的长度分别为6s、1、2和3个子帧,每个子帧有10个代码,每个代码是30位,第4和第5个子帧有25页,总共37500位,最多12。5分钟(。与1,2,3子帧不同,它们每30帧重复一次,并且需要多达750来传输第4和第5子帧的全部信息,即第4和第5子帧为12。5分钟重复。这表明GPS信号接收器需要750才能获得完整的卫星导航信息。