美国GPS卫星导航系统的GPS信号的组成
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发布时间：2022-04-20 09:16
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时间：2023-07-19 22:19
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*，故目前只有美国及其盟友的军方以及少数美国*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
