第三章GNSS系统组成与信号结构3.1GNSS系统组成3.2GNSS测距码3.3GNSS信号结构

第三章GNSS系统组成与信号结构3.2GNSS测距码主要内容:

测距码

GPS测距码

GPS测距基本原理

2025/5/2031、测距码信号1.1码的概念及其产生1）码的基本概念码——表达不同信息的二进制数及其组合。（波形与序列见下一幻灯片。）码元——一位二进制数叫一个码元。编码——用二进制数表示信息的过程。信息量——某种事物有2r种类型，可用r位二进制数表示，即含有r比特的信息量。信息的传输速度——单位时间内传输的比特数。码元宽度——传输一个码元所用时间。码元、信息的传播速度、码元宽度三概念应牢固掌握！

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符号与波形名称二进制序列符号序列1110信号电位-1-1-11信号波形

2025/5/205模二加法：码序列——将r比特的二进制数看作是由0、1组成的序列。2）随机码在一个码序列中，0和1出现的概率相等，而某一码元是0或是1却是随机的，事先无法确定的，这样的码序列叫随机码。随机码特点：非周期性序列；自相关性好；无法复制。自相关性用自相关系数表示，自相关系数——将U（t）平移k个码元，平移后与平移前两序列相同码元个数A，相异个数B，（A-B）/（A+B）叫自相关系数，用R（t）表示。自相关性好——原码与复制码对齐R（t）=1，不对齐≈0。

2025/5/206模二加法：自相关系数：1110100111010011101001110100R（t）=(3-4)/7=-1/7。1110100111010011101001110101R(t)=(3-4)/7=-1/7

2025/5/2073）噪声码信号强度远低于噪声强度的信号码。优点：耗能少；隐蔽性好。4）伪随机噪声码及其产生伪随机码——有良好的自相关性且按周期重复出现的二进制码。产生：多级反馈移位寄存器；也可用程序产生。111100010011010111100010011010

2025/5/2082、GPS的测距码2.1C/A码两个10级移位寄存器产生两个伪随机码G1、G2。G2平移1~1023码元，得1023个新码，与G1模二相加。不同卫星用不同码。钟频：1.023MHz；码元宽度：0.97752μs，码长：210-1=1023bit，周期：0.97752μs×1023=1ms，测尺长度，300km，测时精度：0.97752μs/100=0.0097752μs，测距精度：299792458m/s×9.7752×10-9=2.93m。

2025/5/209C/A码有如下2个特点：(1)C/A码的码长很短，易于捕获。在GPS导航和定位中，为了捕获C/A码以测定卫星信号传播的时延，通常需要对C/A码逐个进行搜索。因为C/A码总共只有1023个码元，所以若以每秒50码元的速度搜索，只需要约20.5s便可完成。由于C／A码易于捕获，而且通过捕获的C/A码所提供的信息，又可以方便地捕获P码，所以通常C／A码也称为捕获码。(2)C/A码的码元宽度较大。假设两个序列的码元对齐误差为码元宽度的1/10～1/100，则这时相应的测距误差可达29.3～2.9m。由于其精度较低，所以C/A码也称为粗码。所以，C/A码的原意就是粗捕获码(CoarseAcguisitonCode)。

2025/5/20102.2P码4个12级移位寄存器，每个移位寄存器产生的伪随机码的码长为：212-1=4095bit，设4个码为：A，B，C，D；将其组合成复杂的复合码，如：ADDBACAADCBA等。钟频：10.2