现代化后GPS卫星信号的几点改进 留言

GPS系统源于1958年美国海军导航卫星系统项目，该项目于1960年发射了第一颗导航卫星，旨在为美国海军陆地、海洋和空中作战装备提供位置定位和导航服务，是世界上第一个成功运行的卫星导航系统。

GPS系统早期发射的信号只有L1(1575.42MHz)和L2(1227.60MHz)两个频段。其中，L1频段上调制了C/A码和P(Y)码，L2频段上调制了P(Y)码；C/A码对普通用户开放，P(Y)码只对授权用户开放。

随着社会的发展，民用领域对卫星导航系统的需求日益加强。早期的GPS系统已经无法满足。1999年美国提出了GPS现代化计划。主要包括以下几点：

6. 对现运行的GPS卫星进行升级，以发射新体制信号。

现代化后的GPS卫星总共发射4种民用信号，分别是L1 C/A、L2C、L5和L1C。

L1 C/A：第一种民用信号，码长1023，码速率1.023 MHz，周期1 ms，码片宽度约1 us。上面调制有导航电文，速率为50 bps。L1 C/A码信号到达地面信号强度为-160~-153 dBW之间，GPS现代化以后，信号功率有所提高。

L2C：第二种民用信号，主要目的是利用双频消除电离层影响。L2C上调制有CM和CL两种伪码。其中，CM码长10230 bit，码速率511.5 kHz，码周期20 ms，调制有导航电文。CL码长767250 bit，码速率511.5 kHz，码周期1.5 s，不调制任何数据，目的是消除导航电文导致的相位突变，以便更好地对信号进行捕获和跟踪。

L5C：第三种民用信号，2008年开始使用，由相互正交的两种信号分量组成，只有I路调制了导航电文，码速率10.23 MHz。主要的目的是提高电离层修正能力，提高抗干扰能力，抗多径性能等。

L1C：第四种民用信号，于2013年发射，主要目的是使用户实现不同GNSS系统之间的互操作性。

GPS信号的频谱分布如上图所示。除民用信号外，GPS还发射军用码信号，供美国军方或授权用户使用。军用码信号拥有更高的定位精度和更好的抗干扰能力。目前，军用码信号有L1/L2 P(Y)码，码速率10.23 MHz，码周期1星期。还有GPS现代化后的M码信号，使用二进制偏移载波(BOC)调制。