GPS卫星发射的信号中包含哪些码？ 留言
原文始发于微信公众号（雷达通信电子战）
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GPS卫星发射的信号从结构上可以分成载波、PRN码和数据码三个部分。
载波
每个卫星上都安装有一个高精度的原子钟来提供时间基准，并且，各卫星之间的时钟是经过校准而且保持严格同步的。
原子钟产生10.23 MHz的基准频率，然后依此基准频率，分别产生L1和L2两个载波频率。
L1载波的波长为0.19m，L2载波的波长为0.24米。
两个频率上都调制有PRN码和数据码，其中，在L1载波上调制有C/A码和P(Y)码，分别调制在同向分量和正交分量上；L2载波上只调制了P(Y)码。信号的表达式为：
式中：PC，PY1，PY2分别是三个信号的平均功率；D是卫星播发的数据码，也就是导航电文；C表示C/A码，P表示P(Y)码；θL1和θL2分别是L1和L2载波的初始相位。
PRN码
GPS系统是一个基于码分多址的系统，所有的卫星共用相同的频点，各卫星之间通过PRN码来进行区分，这就要求PRN码具有良好的自相关和互相关特性。PRN码在系统中又被用作测距码。
C/A码
C/A码发生器逻辑图
C/A码是一种周期为1023个码片的金码，调制在L1载波上，其产生原理如图13所示。在设计之初选择了37个PRN码，其中1~32号由卫星使用，33~37保留给地面使用。产生的C/A码如图所示。
卫星C/A码
C/A最重要的特性是其相关特性，包括自相关和互相关。高的自相关峰值可以用于确定C/A码的码相位，作为测距使用。低的互相关峰值可以保证不同卫星之间不会产生干扰。
C/A自相关和互相关图
产生1号卫星和2号卫星的C/A码，分别作自相关和互相关运算，结果如图15所示。从图中可以看出，C/A码的自相关函数有一个尖峰，表示当延迟为0时，C/A码完全对齐，相关值非常大，而延迟超过一个码片后，相关值迅速下降。
利用C/A码的强自相关特性有助于精确测量主峰的位置，确定C/A码的起始位置。而互相关函数则一直保持较低水平，说明不同卫星之间的C/A码没有相关性，不会互相影响。
P码
P码发生器逻辑图
P码是另一种PRN码，调制在L1和L2载波上，其产生原理如图16所示。P码的周期为7天，码率10.23MHz。在GPS系统中，使用的是加密后的P码，称为P(Y)码。
和C/A码类似，P码同样具有良好的自相关和互相关特性。
数据码
数据码是调制在载波上的导航电文，数据码的码率为50 bps，导航电文中包含有时间信息、卫星星历、历书数据等。载波、C/A码和数据码三者之间的长度关系如图所示。
载波、C/A码、数据码之间的长度关系
