GPS卫星的导航电文
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导航电文又称为数据码（Data Message），就是包含卫星星历（Satellite vehicle Ephemeris）、卫星工作状态（Satellite Vehicle Heath）、系统时间（System Time）、时钟改正参数（Clock Correction Parameters）、轨道摄动改正（Perturbed Orbit Correction Parameters）、电离层折射参数（Ionospheric Delay Model Parameters）等信息的一组二进制码。
一、导航电文的格式 导航电文是具有一定规则格式的二进制码，按帧（frame）向用户广播。每帧电文含有1500比特，传输数码率为50BPS，播送一帧数据需要30秒。 如图所示，每帧电文包括5个子帧（subframe），每个子帧有300比特，其播发时间为6秒。其中子帧4、5各包含25页，子帧1、2、3与子帧4、5的每一页，均构成完整的一帧。子帧1、2、3的内容每小时更新，而子帧4、5的内容仅在卫星注入新的数据后才得以更新。导航电文全部播发完毕需要12.5分钟。 二、导航电文的基本内容 各子帧的主要内容包括： ●遥测字（TLM－Telemetry word） 遥测字位于各子帧的开头，它包含的同步信号，为各子帧提供一个同步的起点，以便解译导航电文的内容。 ●交接字（HOW－Hand Over word） 交接字在子帧中的位置紧接着TLM，主要是向用户提供用于捕获P码的Z计数（Z counter）。通过HOW可以实时了解观测瞬间在P码周期中的位置，以便迅速捕获P码。 ●数据块Ⅰ 数据块Ⅰ包含子帧1的内容，包括卫星钟改正参数、星期的编号（Week Number）和卫星工作状态信息。 ●数据块Ⅱ 数据块Ⅱ包含子帧2、3的内容，此数据块称为卫星星历，主要向用户提供有关计算卫星在轨位置的信息。它包括参考历元及其相应的摄动轨道参数和数据龄期（AODO－Age of Data Offset）。 ●数据块Ⅲ 数据块Ⅲ包含子帧4、5的内容，包括卫星的导航信息、工作状态信息、星座历书（Almanac）以及电离层改正参数。 三、导航电文的主要参数 （一），数据块Ⅰ的主要参数 数据块Ⅰ的各项参数： 星期编号，表示现时的星期周数，它是从1980年1月6日协调时子夜零时起算的。 卫星精度，为非特许用户提供该卫星的测距精度，取值范围为0～15。例如，当它等于0时，测距精度在0～2.4m，等于10时，测距精度在192.0～384.0m．。这个精度指标不包含用户设备与信号传播的误差。 卫星健康状态，表示卫星导航数据正确与否。比如其中有一个字概述卫星导航数据正确与否，它可取值0或1，0表示导航数据正确；1表示某些或者全部导航数据错误。 卫星钟参数发布，可以便于用户发现卫星钟参数的更新情况。 卫星钟参考历元，表示数据块Ⅰ的基准时间，卫星钟差参考时刻。 卫星钟差改正参数，用来对卫星钟钟差进行改正。 （二），数据块Ⅱ的主要参数 数据块Ⅱ包含2、3子帧，主要用来计算卫星的在轨位置。 数据块Ⅱ的大部分参数是用来计算卫星摄动轨道的，表中的最后三个参数： 卫星星历参考历元，是卫星星历参数的参考时间。从每周六∕周日子夜零时起算，取值范围为0～604800。 星历参数发布，可以便于用户发现卫星星历参数的更新情况。 星历数据龄期，它表示最后一次更新数据的时间到参考历元toe之间的时间差，便于用户确认导航电文改正参数的时效（Validity Time）。取值范围0～31，每个刻度值等于900秒，因此AODO的实际值变化于0～27900秒。 （三），数据块Ⅲ的主要参数 数据块Ⅲ包含4、5子帧共50页的内容。其主要内容是其他卫星的卫星历书（包括子帧4的2－5页，7－10页和子帧5的1－24页）。历书类似于星历，也可用来做卫星定轨以及钟差改正，只是它所含的参数更少些，定轨精度较星历为低，更新速度也较迟缓。另外，在子帧4的第18页包含有电离层改正和协调世界时的有关参数。 |
