测量GPS-III卫星信号的功率谱与星座图 留言

该团队基于国家授时中心陕西洛南的GNSS空间信号质量评估系统，利用采集数据进行了L1频点导航信号的解析和性能分析。GPS III卫星的导航载荷实现了技术升级，载荷设计充分考虑了民用信号定位精度的提升要求，同时也实现了有关部门功率增强的必要需求。

监测评估发现，该GPS III卫星信号的地面接收功率存在功率高、稳定性好的特点，经分析发现L1C信号最大地面接收功率达到-154.32dBW，L1M信号最大地面接收功率达到-154.80dBW。

该卫星L1频点信号未见数字失真现象，可见新的GPS载荷通过技术手段已经解决了数字失真的问题。此外，对GPS III卫星的L1信号进行解析，发现该颗GPS III卫星中L1C/A与L1M调制在同相支路，L1C信号(L1Cd、L1Cp)调制在正交支路，L1信号中未调制P(Y)码且正交支路存在较大的未知交调量。

导航信号通常采用恒包络调制技术实现多路信号的最优播发，但该GPS III卫星未采用恒包络调制。如图4所示其星座点分布与右侧GPS II卫星不同，并未集中分布在单位圆上。

GPS III卫星L1频点调制了C/A、M、L1Cd和L1Cp 4个分量的信号，其功率比关系和信号功率占比如表1所示。四路信号的功率占合路信号的62.61%，正交支路存在占总功率37.39%的未知信号，且该信号与L1M信号存在微弱的相关性，猜测该信号可能由M信号和其它信号分量交调而成，如图5所示。

表1 信号分量功率关系统计

以上来源公众号：国家授时中心。下面给出一些关于GPS III卫星的一些知识，加深大家对GPS III卫星信号的认识。

美国空军的新一代全球定位系统计划GPS III，旨在更准确，更安全，更多功能。计划利用32颗GPS III 卫星取代目前在轨旧卫星。GPS III SV-01是其中的第一颗，其精度号称是现有GPS II系统的3倍，抗干扰能力则将提高8倍。

更多关于GPS信号的知识可以点击：《GPS传统信号与新信号的产生》

上文中国家授时中心测量到的L1C信号最大地面接收功率达到-154.32dBW，L1M信号最大地面接收功率达到-154.80dBW。其中L1C是民用信号，是在L1频率(1575.42 MHz)包含的当前GPS用户使用的C/A码信号。下面是公开资料中给出的参考值。

上面给出的功率中，军用码(M-code)的值有2种：-158dBW/-138dBW，主要是波束的窄和宽的原因(如下图)，窄波束覆盖的区域仅直径数百公里的区域，但是其抗干扰性明显提高。

更多关于单位dBW的知识可以点击：《dB、dBm的含义与区别》