¿La señal del GPS es de onda larga o de onda corta?
Una portadora
Las dos portadoras utilizadas por los satélites GPS están ubicadas en la banda L de las microondas y se denominan portadora L1 y portadora L2 respectivamente.
Dos señales portadoras relacionadas:
l 1(t) = a 1cos(2πf 1t φ1)
L2(t) = A2cos(2πf2t φ2 )
φ1 y φ2 describen el ruido de fase. La frecuencia de la señal portadora es un múltiplo entero de la frecuencia fundamental f0.
f 1 = 154 F0 = 1575,42 MHz
F2 = 120 F0 = 1227,60 MHz
\to\lambda_1\aproximadamente 19 cm,\lambda_ 2 \Acerca de 24 cm
La portadora de alta frecuencia de banda L se puede utilizar para medir con precisión el cambio de frecuencia Doppler y la fase de la portadora, mejorando la medición de la velocidad y la precisión del posicionamiento. El retraso ionosférico también se puede medir utilizando dos frecuencias.
Códigos de dos pasos
Hay dos tipos de códigos de alcance, los cuales son códigos de ruido pseudoaleatorio (PRN): códigos C/A y códigos P.
El código C/A es un código aproximado, que se utiliza para la captura y el alcance aproximado del código P, también llamado código de captura. El período Tu es 1 ms y un período contiene símbolos, es decir, la longitud del código nu = 210-1 = 1023, y la duración de cada símbolo es el período de símbolo Tu = 1 ms/1023 = 0,975438. El código C/A es un código de texto plano abierto que pueden utilizar usuarios de todo el mundo de forma gratuita. Sin embargo, el código C/A generalmente sólo se modula en la portadora L1, por lo que no puede eliminar con precisión el retraso ionosférico. La precisión del alcance es generalmente (2 ~ 3) metros.
El código p es un código de alcance, también llamado código de precisión, que puede medir con precisión la distancia desde el satélite GPS hasta el receptor del usuario. El período real es una semana, la longitud del código es 6,1871 × 1012 símbolos, el período del símbolo es 0,097752 microsegundos y el ancho del símbolo correspondiente es 29,3 metros. El código p se modula simultáneamente en la portadora L1 y en la portadora L2, y la precisión de alcance es de 0,3 m. Debido a su enorme valor militar, Estados Unidos ha implementado la política AS desde 1994, por lo que actualmente solo hay unos pocos militares. Estados Unidos y sus aliados y algunos usuarios autorizados por el gobierno de EE. UU. pueden utilizar códigos P. Los usuarios normales pueden capturar primero el código C/A y calcular la posición del código P en todo el código de secuencia a partir de los datos proporcionados por el mensaje de navegación.
Información de navegación
Esquema de modulación de señal GPS svg
Los usuarios que solo tienen códigos de alcance no pueden obtener información detallada de cada satélite. Por lo tanto, el sistema GPS modula el mensaje de navegación antes del código de alcance. El mensaje de navegación contiene la información necesaria para el posicionamiento GPS, tal como la posición espacial del satélite, los parámetros de corrección del reloj del satélite, el número de corrección del retraso ionosférico, etc. Por lo tanto, el mensaje de navegación también se denomina mensaje de datos (código D).
El mensaje de navegación es un código binario con un formato determinado y se envía al usuario en unidades "frame". Cada cuadro de mensaje contiene 1500 bits, la velocidad de transmisión es de 50 bits/segundo y cada cuadro principal contiene 5 subtramas:
La subtrama 1 contiene el número de corrección del reloj del satélite, el número de ciclo del GPS y la información del estado de funcionamiento del satélite.
Las subtramas 2 y 3 proporcionan principalmente a los usuarios información sobre el cálculo de la posición en órbita del satélite, incluidos los parámetros de efemérides de transmisión y la edad de compensación de datos (AODO).
Las subtramas 4 y 5 proporcionan información como navegación por satélite y almanaque de constelaciones.