GPS现代化L5信号分析
2012-07-06胡辉,袁媛
胡 辉,袁 媛
(华东交通大学信息工程学院,南昌 330013)
目前,世界上除互联网系统、移动通信系统外,全球定位导航系统(GNSS)的发展也十分迅速。美国的GPS一直在GNSS中处于主导地位,它不仅在军用领域发挥着重要作用,同时也在民用领域得到广泛应用。GPS从开始运行到现在,不断改变着个人和社会的日常生活与行为方式。最初的GPS仅有L1的粗捕码(C/A码)和L2的精密码(P码)。C/A码是一个民用信号,完全对外开放,而P码专用于美国军方,严格限制了使用权。随着GNSS应用的日益广泛、技术的创新和需求的日益增长,使得“现代化GPS”被列入日程。在发射的GPS卫星上增加L5信号,是GPS现代化的一个重要的里程碑,其独特的信号特性和结构对GPS信号的性能提升产生巨大影响。
1 L5信号结构
L5信号的基本结构与L1信号相似,即载波用随机噪声码进行二进制相调制和预先加载数据流。L5信号通常是由2个相位正交的序列位模二加形成的,每一条序列的载波都经过二进制相位键控调制(BPSK),其中序列Ii(t)是由一个伪随机噪声(PRN)测距码和调制了的导航电文的同步序列模二加形成,序列Qi(t)同样是一个伪随机码测距码和同步的序列模二加形成,但是此同步序列并没有调制L5 CNAV格式的导航电文,其组成结构如图1 所示[1-2]。

图1 L5信号的组成结构
序列Ii(t)形成:276 bits的L5 CNAV格式的数据与格式为24 bits的(CRC)循环冗余校验码相加后形成一个子帧300 bits的数据序列(其数据速率为50 bps),再在100 Hz的驱动时钟下通过前向纠错(FEC)编码,其中 r=1/2,n=7,并以100 sps的码速率输出,然后通过10个符号的纽曼-哈弗曼(NH)编码,10个符号的NH码为0000110101,每10 ms产生并重复。……
