代写GPS系统与接收机原理

GPS系统与接收机原理
1GpS系统简介全球定位系统(GPs，Globalpositioningsystem)是一个用来在地球和地球轨道上精确定位和精确授时的卫星定位系统。它使用至少24颗卫星构成中地轨道星座。CPS本身的定位精度是大约5米。如果采用差分CPS或其它差错修正技术，它的定位精度可以达到10厘米。CPS是由美国国防部设计和控制的，任何人可以免费使用。CPS系统可以分为三个部分:空间部分，控制部分和用户部分。空间部分由卫星星座构成。控制部分由遍布在世界的地面站构成，用于控制卫星的飞行轨道，同步星载原子钟，上传电文。用户部分由军用或民用接收机构成。CPS接收机通过测量卫星信号的传播时间来计算自己的位置。
CPS系统每年的维护费用大约4亿美元，包括替换老化的卫星。第一颗CPS卫星是在1978年2月发射的，最新的一颗是在2005年9月发射的。目前在役的最老的卫星是在1989年2月发射的。[2l]2.2GpS信号的结构和相关接收2.2.1GPS信号的基本构成CPS卫星向用户发送的信号包含3种信号分量:载波、伪码和数据码。CPS使用L频段的两个频率作为其载波频率。LI载波:1575.42MHzLZ载波:1227.6OMHz2伪随机码和m序列伪随机码又称为伪随机噪声码，简称伪码或PRN码，是一种可以预先确定并可重复产生和复制，具有类似白噪声随机统计特性的二进制码序列。利用伪随机码信号可以实现低信噪比接收，可实现码分多址通信，具有良好的保密性。GPS信号中使用了伪码来识别和分离各卫星的信号，同时利用伪码进行数据传输和测距。伪码的产生方式很多，CPS系统中采用的是由m序列(即最长线性反馈移位寄存器序列)产生的复合码。m序列是由n级反馈移位寄存器产生的，寄存器中有一个初始序列，在时钟脉冲的驱动下，向一边移动。并从中取出某些位做异或运算，运算结果传到移位寄存器的最低位。这样产生的序列就是m序列。m序列的最大长度取决于移位寄存器的级数，而码的结构取决于反馈抽头的位置和数量。它所产生的码长为n2一1。一个m序列可以用其特征多项式来表示，公式为f(x)一艺ci丫(2.1)式中，c，(i二O，1，