卫星导航定位信号的结构（卫星导航定位系统原理）
本文目录一览：
- 1、gps定位系统有由哪三部分组成？
- 2、GPS卫星所发射的导航信号由什么组成？
- 3、美国GPS卫星导航系统的GPS信号的组成
- 4、GPS导航定位系统具体的组成结构？
- 5、GPS卫星是由哪些结构组成的？
gps定位系统有由哪三部分组成？
你好，GPS全球卫星定位系统由三部分组成：空间部分——GPS星座;地面控制部分——地面监控系统;用户设备部分——GPS 信号接收机。
1。空间部分
GPS的空间部分是由24颗工作卫星组成, 它位于距地表20-200km的上空, 均匀分布在6 个轨道面上(每个轨道面4 颗),
轨道倾角为55°。此外,还有4 颗有源备份卫星在轨运行。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上的卫星,
并能保持良好定位解算精度的几何图象。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。GPS 卫星产生两组电码, 一组称为C/A 码( Coarse/Acquisition
Code 11023MHz) ;一组称P码(Procise Code 10123MHz) ,P
码因频率较高,不易受干扰,定位精度高等特点,受美国军方管制,并设有密码,一般民间无法解读,主要为美国军方服务。C/
A码通过人为刻意处理降低精度后,主要开放给民间使用。
2。地面控制部分
地面控制部分由一个主控站,5个全球监测站和3个地面控制站组成。监测站均配装有精密的铯钟和能够连续测量到所有可见卫星的接收机。监测站将取得的卫星观测数据,包括电离层和气象数据,经过初步处理后,传送到主控站。主控站从各监测站收集跟踪数据,计算出卫星的轨道和时钟参数,然后将结果送到3
个地面控制站。地面控制站在每颗卫星运行至上空时,把这些导航数据及主控站指令注入到卫星。这种注入采取每颗GPS
卫星每天一次的方式,并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。如果某地面站发生故障,那么在卫星中预存的导航信息还可用一段时间,但导航精度会逐渐降低。
3。用户设备部分
用户设备部分即GPS
信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后，即可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率,解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据，接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接收机硬件和机内软件以及GPS
数据的后处理软件包构成完整的GPS 用户设备。GPS
接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。接收机一般采用机内和机外两种直流电源。设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时机内电池自动充电。关机后，机内电池为RAM存储器供电，以防止数据丢失。目前各种类型的接收机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测使用。
GPS卫星所发射的导航信号由什么组成？
卫星是在太空中运行的，太空是真空，不能传声，只能利用电磁波传递信息．
电磁波的频率为f=92.7mhz=9.27×107hz，波速c=3×108m/s，
∵c=λf
∴电磁波的波长：
λ=
c
f
=
3×108m/s
9.27×107hz
≈3.2m．
故答案为：电磁波；3.2．
美国GPS卫星导航系统的GPS信号的组成
GPS卫星所用的两个载波均位于微波的L波段，分别称为载波L1和载波L2两个相关的载波信号和相位噪声。载波信号的频率为基本频率的整数倍。
采用L波段的高频率载波可以较为精确的测定多普勒频移和载波相位，提高测速和定位精度。使用两个频率还可以测定电离层延迟。 测距码有两种，都属于伪随机噪声码（Pseudo Random Noise，简称 PRN）：C/A 码（Coarse/Acquisition Code）和P码（Precise Code）。
C/A码（Coarse/Acquisition Code）是用于进行粗略测距和捕获P码的粗码，也称捕获码。周期为1毫秒，一个周期含有码元即码长=2 - 1=1023，每个码元持续的时间即码元周期=1ms/1023=0.977517微秒，相应的码元宽度为293.05米。C/A码是一种公开的明码，可供全球用户免费使用。但C/A码一般只调制在载波上，所以无法精确地消除电离层延迟。测距精度一般为±（2~3）米。
是开放给民间使用的GPS卫星传送标准定位信号，它包含有GPS接收机用来确定其定位与时间方面的讯息，精确度在100米左右。
这里所提的C/A码是指GPS所散布的序列，以下只讨论L1信号部分。在GPS中用的C/A码是一个群集，它们通常又被叫做伪随机噪声（Pseudorandom Noise,PRN）序列，因为它们有着噪声的部分性质，GPS的C/A码里有着1023个元素，这里面含有512个1与511个0，他们的排列是看起来仿佛随机的，但是却是完全可决定的，因此叫做伪随机噪声序列。
这些序列最重要的性质有两个： 几乎没有互相关：所有的C/A码彼此之间几乎没有相关，也就是说，从i卫星得到的和从j卫星得到的两个码 几乎没有自相关，除了零延迟：所有的C/A码几乎没有自相关，除了零延迟 利用这两个性质，可以做GPS信号撷取
P码
P码是精确测定从GPS卫星到用户接收机距离的测距码，也称精码。实际周期为一周，码长为6.1871 × 10码元，码元周期0.097752微秒，相应码元宽度为29.3米。P码同时调制到载波和载波上，测距精度为0.3米。因其巨大的军事价值，1994年起美国实施了AS政策，故目前只有美国及其盟友的军方以及少数美国政府授权的用户才能够使用到P码。普通用户可以先捕获C/A码，在通过导航电文提供的数据计算出P码在整个序列码中的位置。 光有测距码用户还不能够得到每颗卫星的详细信息。因此GPS系统将导航电文调制在测距码前，导航电文中包含了反应卫星在空间位置、卫星钟的修正参数、电离层延迟改正数等GPS定位所必要的信息，因此导航电文也称数据码（Data Message，D码）。
导航电文是具有一定格式的二进制码，以“帧”为单位向用户发送。每帧电文含有1500bit，传输速率为50bit/s。每个主帧包含5个子帧： 子帧1包含有卫星钟改正数、GPS周数（Week Number）和卫星工作状态信息 子帧2和子帧3主要向用户提供有关计算卫星在轨位置的信息，包括广播星历参数和数据龄期（Age of Data Offset，简称AODO） 子帧4和子帧5提供了卫星导航、星座历书等信息
GPS导航定位系统具体的组成结构？
空间部分由分布在距地面20 200千米高空、互成60度角的6个轨道面上的24颗GPS卫星组成，每个轨道上有4颗卫星。这些卫星不间断地发送各自与定位相关的参数、时间等信号，为用户提供高精度、全天候、连续实时的三维定位和导航信息。
GPS卫星是由哪些结构组成的？
GPS系统是由分布在6个轨道面上的24颗卫星组成的星座。GPS卫星的轨道高度为20000km，星上装有10-13高精确度的原子钟。地面上有一个主控站和多个监控站，定期地对星座的卫星进行精确的位置和时间测定，并向卫星发出星历信息。用户使用GPS接收机同时接收4颗以上卫星的信号，即可确定自身所在的经纬度、高度及精确时间。
GPS系统的军用定位精度
俄罗斯也有类似的系统，名叫GLONASS系统。但由于俄经济困难，且卫星寿命短，星座不能保持足够数目，影响了其正常功能。
欧洲的伽利略系统也属于导航卫星星座，可能将在最近几年发射升空。
