一、衛(wèi)星信號的調(diào)制
gps衛(wèi)星信號包含三種信號分量,它們是載波信號、測距碼信號和數(shù)據(jù)碼信號。每顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)碼用模二相加疊加在c/a和p碼上,然后再分別相變調(diào)制到l1載波和l2載波上。前面已經(jīng)提到,載波信號包括l1載波和l2載波,于是測距碼信號包括疊加在l1載波上的c/a、p碼以及l(fā)2載波上的p碼。所有這些信號都是在同一個基本頻率f0=10.23mhz的控制下產(chǎn)生的。
gps信號取l波段的兩種不同頻率的電磁波作為信號載波,即
l1載波f1=154×f0=1575.42mhz,λ1=19.03cm;
l2載波f2=120×f0=1227.60mhz,λ2=24.42cm。
由上圖可以看出,l1載波調(diào)制有c/a碼、p碼和數(shù)據(jù)碼。在l2載波上目前只調(diào)制p碼和數(shù)據(jù)碼。擬議中的l5載波(第二民用頻率)將同時加載c/a和p碼,其頻率預(yù)計為f5=115×f0=1176.45mhz,波長λ5=25.48cm。
不論測距碼還是數(shù)據(jù)碼,都是通過調(diào)相技術(shù)調(diào)制在高頻載波上的。也就是說,當(dāng)碼值(調(diào)制信號)從1變成0,或從0變成1時,將使載波相位改變180°。調(diào)制以后的衛(wèi)星信號經(jīng)由衛(wèi)發(fā)射天線向用戶播發(fā)。
二、衛(wèi)星信號的解調(diào)
接收機是衛(wèi)星信號解調(diào)的硬件設(shè)備。它的主要工作是重建載波,提取測距碼信號和導(dǎo)航電文。信號解調(diào)的常用方式有兩種,復(fù)制碼相關(guān)技術(shù)和平方解調(diào)技術(shù)。
復(fù)制碼相關(guān)技術(shù)
當(dāng)接收機復(fù)制出的與衛(wèi)星的測距碼信號結(jié)構(gòu)完全相同的復(fù)制碼,在同步的條件下與接收到的衛(wèi)星信號相乘,即可去掉信號中的測距碼信號分量。這時,恢復(fù)的載波依然還含有數(shù)據(jù)碼信號分量。采用這種技術(shù)的條件,是必須掌握測距碼的結(jié)構(gòu),否則將不能產(chǎn)生復(fù)制碼。
平方解調(diào)技術(shù)
將接收到的衛(wèi)星信號進行平方,由于處于±1狀態(tài)的調(diào)制碼,經(jīng)過平方后均變?yōu)椋?,且+1不影響載波相位,所以信號經(jīng)平方后便達到解調(diào)的目的。采用這種方法不需要知道測距碼的結(jié)構(gòu),但該解調(diào)技術(shù)卻去掉了測距碼和導(dǎo)航電文,故而單獨使用時不能用來實時導(dǎo)航。另外,該技術(shù)將使信號上的噪聲平方,使得信噪比大大降低?,F(xiàn)在的平方解調(diào)技術(shù)一般用于c/a碼接收機,用復(fù)制c/a碼相關(guān)技術(shù)重建l1載波,用平方解調(diào)技術(shù)重建l2載波。