原创 GPS卫星导航电文

 2007-11-9 15:37  3767 9 9 分类: 消费电子

GPS 卫星发送的导航信息是每秒50位的连续的数据流，在此我们称之为导航电文，每颗卫星都同时向地面发送以下信息：

系统时间和时钟校正值
自身精确的轨道数据（星历，ephemeris）
其他卫星的近似轨道信息（历书，almanac）
系统运行状况

导航电文用于计算卫星当前的位置和信号传输的时间，从而使GPS接收机能确定自身的位置。每个卫星独自将数据流调制成高频信号，数据传输时按逻辑分成不同的页（或称为帧），每一页有1500位，传输时间需30秒。每一页双分为五个子页（或称子帧），每子页有300位，传输时间为6秒。为了传输一个完整的历书，需不同的25页（帧），也就是需要12.5分钟。一个GPS接收机要实现其功能至少要接收一个完整的历书。

导航电文结构

导航电文一页包含1500位，需30秒时间传输完成。这1500位又分为5个子页，每子页300位。每子页按顺序分为10个字，每个字有30位。每子页开头是遥测字（Telemetry Word,TLM）和转换字（Handover Word,HOD）。一个完整的导航电文包括25页，如下图所示：

子页功能细分

完整的导航电文包括25页，每一页又分为5个子页。在所有的25页中，第一到第三子页的内容都是一样的，并且都是发射卫星的星历数据，也就是说GPS接收机每30秒就能接收到发射卫星完整的星历数据和时钟值。子页1包含传输卫星的时间值，包括用于校正信号延迟的参数和卫星时间，以及卫星状态信息和估计的卫星位置精度。子页1也传送星期数，GPS时间起点是1980年1月6日星期日的00：00：00。子页数2和子页3包含信号传送卫星的星历，这些数据提供卫星轨道十分精确的信息。

在导航电文的第2，3，4，5，7，8，9和第10页的第4子页，发射的是第25到第32颗卫星的历书（Almanac）数据，每一子页传送一颗卫星的历书数据。第18页传送电离层影响的修正值，以及UTC和GPS时间的误差值。第25页包括所在32颗卫星的配置信息和第25到32颗卫星的状态信息。

在导航电文的第1到第24页的第5子页，发射的是第1到第24颗卫星的历书（Almanac）数据，每一子页传送一颗卫星的历书数据。第25页传送第1到第24颗卫星的状态信息和原始历书时间（the original almanac time）。

遥测字（TLM）和转换字（HOW）

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