第一章GPS系统及信号习题 〈习题1〉 简述GPS定位系统的(2)

北斗二号和北斗三号卫星导航系统在国际首次实现了采用卫星测定业务和卫星导航业务相结合的集成体制方式来为用户导航定位。  gpsgps卫星用卫星用l l波段两种频率的波（波段两种频率的波（1575.42mhz1575.42mhz和和1227.6mhz1227.6mhz） 向用户发射导航定位信号， 同时接收地面发送的导导航定位信号， 同时接收地面发送的导航电文以及调度命令。用gps同时测定三维坐标的方法将测绘定位技术从陆地和近海扩展到整个海洋和和在各行各业中的作用。

这些卫星在海湾上空来往穿梭，交织构成了空间侦察监视、空间通信保障、空间导航定位和空间气象保障4大系统，庞大的“天网”笼罩在海湾上空，使多国部队犹如神助，其导弹命中率令人惊讶。战争中，部署在太空的各型卫星为美英联军参战部队提供了全面的侦察、监视、通信、预警、导航、气象等重要的作战保障，空间 电子战系统也有力地支援了美英联军对伊军实施的电子战。林业、气象等部门及时提供天气形势分析数据、卫星林火监测云图、火场实况图片图像及火情调度等信息，为扑火指挥提供辅助决策支持。

⑤诊断状态、 主控站还肩负监测整个地面监控系统是否工作正常、 检测注入给卫星的导航电文是否正确、 监测卫星是否将导航电文发送给了用户。 ⑥调度卫星。 当某颗 GPS 卫星离分配给它的轨道位置太远时， 主控站能够对它进行轨道改正， 将它"拉回来"， 而且还能进行卫星调度， 让备用卫星去取代失效的工作卫星。 习题十六参考答案: （1） GPS 信号的构成： ①载波--L1 和 L2②测距码信号--C/A 码和 P 码③导航电文导航电文： 卫星星历、 电离层模型、 状态、 时间信息、 星钟偏差、 漂移信息。（2） 信号的产生（图表略） （3） 各类信号的数据结构与功能特点： ①载波 L1/L2： 数据结构--携带调制信号的高频振荡波： L1 载波上调制 P 码和 C/A 码功能--可精密测量距离， 可消除色散效应。 ②C/A码： 数据结构--C/A 码长为 1023bit（比特） 周期=1ms， 易于捕获 码宽： t0=1/f=0. 97752MS（码元持续时间） 距离： L=293. 1m（码元持续时间与 C 乘积） 精度： 29. 3-2. 93m 通过捕获C/A 码卫星提供的导航电文， 容易捕获 P 码功能--粗测距快速搜捕卫星导航电文用于分址--不同信号 通过捕获 C/A 码卫星提供的导航电文， 容易捕获 P 码③P 码： 数据结构--C/A 为长为 6. 19*10 bit， 周期=7 天， 不易捕获码宽： to=1/f=0. 097752?s 距离： L=29. 3m 精度：2. 93-0. 293mP 码设计周期 T=267 天， 分成 38 部分， 每个卫星使用不同信号部分功能--精密测距、 用于分址、 军用密码④D 码（导航电文）： 数据结构： 卫星星历、 卫星工作状态、 GPS时间信息、 卫星钟偏差电离层模型=大气改正漂移信息=轨道摄动改正由 C/A 捕获 P 码信息数据功能： 可预报星历时钟改正 卫星工作状态捕获 P 码信息 习题十七参考答案: （1） GPS 用户设备： 1. 硬件： 包括以下几个部分： GPS 接收机, GPS 天线, GPS 控制器,计算机台终端 。

2. 软件： 包括以下几个部分： 数据采集软件, 基线处理软件（随机处理软件） , 网平差软件（后处理软件） , 设备参数设置与诊断软件 2） GPS 接收机结构与原理: 工作原理： GPS 天线接受的信号通过前置放大器， 其基准频率通过频率综合进入频率变换器后， 信号被解调和解扩， 且在频率综合过程中有 C/A 码发生器和 P 码发生器之分且信号都被解调和解扩后进行相应的测量， 测量的数据进行存储， 后经过 CPU 的处理， 输出控制信号和数据并在显示器上有相应的显示， 即捕获 C/A 码、 识别 GPS 信号和巧用之计数， 捕获和跟踪 P 码。 （3） 分类：① 按用途分： 导航型、 测地型、 授时型, ② 按接收信号分： 码相位接收机、载波相位接收机, ③ 按工具系统分： 单星系统、 双星系统、 多星系统, ④ 按作业模式分： 静态接收机、 动态接收机, ⑤ 按结构分： 分布式接收机, 整体式接收机, 手持式接收机, ⑥ 按原理分： 码相关技术接收机, 完全平方技术接收机, 混合型接收机: 1. C/A 码+P 码接收机, 2.双 P 码接收机, 3. 互相关技术接收机, 4. 窄距相关技术接收机、 多尾技术接收机 5. 跟踪技术接收机、 共同跟踪技术接机, 6. 开放接收机.

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