小王子介绍关于GPS信号知识

GPS卫星发射多个频率的信号，包括L1（1575.42 MHz）、L2（1227.60 MHz）和L5（1176.45 MHz）。最常用的信号是C/A码，可供民用。C/A码由每颗卫星的识别码和导航信息组成，导航信息同时传输。卫星自身的轨道信息数据称为星历*1，所有卫星的轨道数据称为星历*2。该导航信息的传输速率为50比特/秒。距离的测量和计算均基于此信息。C/A码如图1-4所示，导航信息汇总如图1-5所示。

*1 星历数据：
这是轨道数据，指示用于位置计算的卫星的确切位置，并且是仅由具有广播卫星编号的卫星使用的唯一数据。

*2 关于星历数据
：这是星历数据的简化版本。它包含所有当前运行卫星的简单轨道数据，包括接收信号的卫星。GPS接收器使用它来查找可用卫星，以确定它们的当前位置和时间。获取所有数据需要12.5分钟。

• 关于C/A代码

• 来自GPS卫星的L1信号采用称为C/A码的伪随机码进行相位调制。伪随机码也称为PRN（伪随机噪声）码，并被称为黄金序列。如图所示，C/A码是由连续的“1”和“0”组成的数字信号模式。在GPS中，这种“1”和“0”的模式会重复1023次，然后返回开头并重新开始。

• 导航信息

• 导航信息共包含 25 个帧。每个帧由 5 个子帧组成。每个子帧包含 300 位，1 位数据长度为 20 毫秒。一个子帧的周期为 6 秒，整个帧（5 个子帧）包含 1500 位。因此，一个帧的周期为 30 秒。由于数据帧总数为 25，周期为 30 秒 × 25 = 12.5 分钟。GPS 接收器首次开机时，需要 12.5 分钟来收集所有必要数据。GPS 接收器使用内部备用电池存储先前收集的数据，并在开机后读取这些数据，从而快速切换到定位模式。