Сигнали GPS- супутників

( Кас'янов О.В., "Детально про GPS" )

Супутники GPS передають два сигнали на частотах =1575.42 МГц та =1227.6 МГц, утворених на основі еталонної частоти   = 10.23 МГц. Відповідно довжина хвиль становить λ₁ = 19.0 см та λ₂ = 24.4 см. Сигнал на частоті   модулюється двома кодами Р та С/А. На частоті   - тільки Р-кодом. Спосіб модуляції – фазовий. Схема формування сигналів приведена на рисунку 1.

Навігаційний код, що передається на частоті , утворюється шляхом складання по модулю 2 далекомірних кодів P та C/A, а також коду службової інформації. Частота синхронізації коду P складає 10.23 МГц, коду С/А – 1.023 МГц.

Сигнал супутника на частоті   можна представити у вигляді

,

де ;

  – фазовий шум, що виникає внаслідок відхилення стандарту частоти передавача;

  – амплітуди компонентів сигналу;

,  – P- та CA-кодові псевдовипадкові послідовності;

– коди даних.

Значення фази для відповідних станів коду сигналу на частоті   подано в таблиці 1.

Таблиця 1. Маніпуляція фазою на частоті .

Сигнал супутника на частоті   можна представити у вигляді

,

де ;   – амплітуда сигналу.

P-код кожного супутника   утворюється з двох скорочених псевдошумових кодів   та  з однаковою тактовою частотою 10.23 МГц, прив'язаних до одного моменту часу, та з довжиною різницею в 37 одиниць. Кожний супутник має власний зсув коду  на  елементарних одиниць тривалістю Т ≈ 0,1 мкс. Цикл P-коду в 267 діб розподілено на 38 сегментів по 7 діб. Шість з цих сегментів зарезервовані з експлуатаційною метою і не використовуються. Кожний з наступних 32-х 7-добових сегментів привласнено певному супутнику. Тому кожний супутник має свій, принадний тільки йому, код. Зміна сегментів відбувається на всіх супутниках щотижня в 0 годин з суботи на неділю.

Далекомірний С/А-код формується з двох послідовностей 10-розрядного регістру зсуву  та з утворюючими поліномами:

,

.

С/А-код створюється за правилом , де  – тривалість елементарного символу коду. Код С/А виступає ключем для прискореного входження в синхронізм по коду Р.

Наявність в схемі формування сигналів блоків AS та SA зумовлена військовою спрямованістю системи і є основним обмежуючим фактором при її використанні. Ці блоки забезпечують реалізацію режимів обмеженого доступу (SA) та шифрування (AS).

Глобальні навігаційні системи

Детально про GPS
	Структура системи та загальні принципи функціонування
	Сигнали GPS - супутників
	Навігаційне повідомлення супутника
	Визначення відстані до супутника
	Розрахунок поправок у відстані
	Розрахунок координат супутника
	Визначення наближеного положення приймача
	Розрахунок положення GPS-приймача
	Визначення положення GPS-приймача в диференційному режимі