Супутниковий сигнал

Сигнал, що передається з супутника є випромінюваними в простір електромагнітними коливаннями на двох несучих частотах, означають L1 і L2, підданих особливому виду фазової модуляції – фазової маніпуляції.

Остання полягає в перекиданні фази несучої на 180^о в певні моменти. Ці моменти задаються так званими віддалемірними кодами – певними послідовностями нулів і одиниць. Перекидання фази відбувається в моменти зміни в кодах 0 на 1 або 1 на 0 (рис.1.2).

Таких кодів використовується два: один для "грубих", інший для "точних вимірювань", і вони істотно розрізняються, про що буде докладніше сказаний нижче. Грубим кодом модулюється несуча L1, а точним кодом – обидві несучих L1 і L2. В GPS грубий код називається С/А -кодом (від слів Coarse Aquisition - що легко знаходиться, загальнодоступний), а точний – Р -кодом (Precision – точний). С/А -код призначений для всіх користувачів. Р -код спочатку призначався тільки для тих, що мають санкціонований доступ (в основному для американських військових). Зараз доступ до Р -коду мають приймачі практично всіх користувачів. В системі ГЛОНАСС аналогічна ситуація, різниця тільки в назвах: грубий код називається СТ -кодом (кодом стандартної точності), а точний код – ВТ -кодом (кодом високої точності).

Проте між GPS і ГЛОНАСС є принципова відмінність, що відноситься до використання кодів. В GPS як С/А -код, так і Р -код різні для кожного супутника при подібності несучих частот L1 і L2 для всіх супутників системи. В ГЛОНАСС же, навпаки, коди СТ і ВТ всіх супутників однакові, але різні несучі частоти. Іншими словами, в GPS застосоване кодове, а в ГЛОНАСС - частотне розділення сигналів від кожного супутника.

Застосування кодів вирішує задачу вимірювання відстаней (псевдодальностей) часовим методом з використанням кореляційної обробки сигналу. Як це робиться, буде розглянутий в нижче.

Але супутниковий сигнал піддається не тільки кодовій модуляції, необхідній для вимірювання відстаней. В нього "вбудовується" вся інформація з супутника, що передається – мітки часу, дані про ефемериди супутника, різні поправочні величини, альманах (збірка менш точних даних про місцезнаходження кожного з супутників системи та стан його “здоров'я”) і ін. Вся ця інформація, створює навігаційне повідомлення, також перетвориться в двійковий код (послідовність нулів і одиниць), яким додатково модулюються обидві несучі частоти.

Модуляція здійснюється так само, як і віддалемірними кодами - перекиданням фази несучого коливання на 180° в моменти зміни символів (нулів і одиниць). Частота проходження символів навігаційного повідомлення складає 50 Гц (або, як то кажуть, інформація передаться із швидкістю 50 біт/с, оскільки один символ - 0 або 1 – містить один біт інформації).

Таким чином, сигнал кожного супутника в обох розглянутих глобальних системах складається з двох несучих коливань різних частот, маніпульованих за фазою як далекомірними кодами, так і навігаційним повідомленням. Подальший розгляд цього питання буде орієнтований в основному на систему GPS як на ту, що отримала більш широке застосування у користувачів.

Рис.1.2. Фазова маніпуляція під дією кодового сигналу

На супутниках GPS високостабільний опорний кварцовий генератор, стабілізований за допомогою атомних еталонів частоти, генерує коливання з частотою 10,23 Мгц, з яких відповідним множенням або діленням синтезується вся решта частот – несучі, частоти проходження символів С/А- і Р - кодів і символів навігаційного повідомлення. Номінали всіх частот і спосіб їх отримання вказані в таблиці 1.2.

Таблиця 1.2. Частоти навігаційного повідомлення

Елементи сигналу	Частота	Спосіб отримання
Несуча L1	1575,42 Мгц	10,23 Мгц × 154
Несуча L2	1227,60 Мгц	10,23 Мгц × 120
С/А-код	1,023 Мгц	10,23 Мгц: 10
Р-код	10,23 Мгц	10,23 Мгц без змін.
Навігаційне повідомлення	50 Гц	10,23 Мгц: 204600

Дата добавления: 2014-01-07