卫星导航电文及冷启动说明

卫星导航电文及冷启动说明
GNSS电文生成过程:
导航电文由各导航卫星系统的地面监控站采集的数据经过主控站数据处理和分析之后,再经过地面注入站将新的电文信息上行注入导航卫星并向用户播发,电文内容随时间不断更新(如图1所示)中国北斗卫星导航系统(简椒匕斗系统或BDS)、美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯(GLONASS)、欧盟伽利略(Galileo)系统等主要卫星导航系统都向用户播发导肮电文,不同系统导肮电文的电文结构、内容、更新频率、川侍率都不尽相同,详细内容可参考各系统的空间信号接口控制文件(ICD)。
导航卫星将电文数据流调制成高频信号,数据传输时按逻辑分成不同的页(或称为帧),每一页又分为若干子页(或称为子帧),每个子页由若干数据位组成一个完业的卫里导航电文由若干不同的页组成,接收机至少书要接收一个完整的导航电文才能实现其功能三通管接头。
GPS导航电文讲解
导航电文由一个含有 37,500 比特的主帧组成,传输速率为 50 bps,电文的传送时间为 12.5 min。主帧分成 25 个页面或帧,每帧由 5 个子帧构成,包括时间和钟差改正数、卫星健康状况、当前卫星的星历或精密的轨道信息、以及一部分历书 (包含所有卫星粗略轨道信息)。
接收机接收每颗卫星的星历数据,来确定卫星的位置。它还需要传输时间和钟差改正数来计算伪距,进而确定接收机的位置。这些信息在前三个子帧中传输,接收机至少需要 16 秒 (在最坏情况下是 30 秒) 来获取这些必要信息。开发运维一体化
北斗导航电文讲解
黄斑对焦北斗导航电文的结构与 GPS 的类似。下图显示了由 MEO 和 IGSO 卫星播发的 D1 导航电文。
无动力滑翔伞D1 导航电文具有超帧结构,每个超帧长度为 36,000 比特,包含 24 个帧或页面。每帧由 5 个子帧组成。前 3 个子帧包含卫星的基本导航信息,包括时间、钟差、健康状况、星历
、电离层模型参数。子帧 4 和 5 包含部分历书数据以及其它 GNSS 系统的时间同步信息。每个子帧由 10 个字组成。每个子帧的第一个字都有相同的格式,包括帧同步码、子帧 ID、数据的周内秒计数、奇偶校验位。其余的字包含 22 比特数据和 8 比特奇偶校验位。
MEO/IGSO 卫星播出的 D1 导航信息的结构。
下图显示了由GEO卫星播发的D2导航电文。
与D1导航电文相比,D2导航电文包含更多的数据,它是一个由 180,000 比特数据组成的超帧 (是 D1 的 5倍),分为 120 个页面或帧。由于D2导航电文的传输速率是D1的 10 倍,传输一个D2 超帧仅需6分钟 (D1 需要 12 分钟)。
D2 导航电文帧、子帧和字的结构与 D1 类似。D2 仅使用子帧 1 来传输广播卫星的基本导航信息。子帧 2、3 和 4 用于传输系统完好性和差分校正信息。子帧 5 用于传输历书数据、格网点电离层信息以及与其它系统的时间同步信息。
GEO 卫星播出的D2导航信息的结构。
胃电图仪●GNSS冷启动讲解(TTFF时间):
冷启动最常见的 GNSS 接收机验证测试包括首次定位时间 (TTFF)、接收机灵敏度和定位准确度的测试。TTFF 是指 GNSS 接收机在启动之后到实现首次定位所需要的时间,可分为冷启动、暖启动和热启动等不同测试用例。在冷启动时, GNSS 接收机的存储器中没有任何卫星数据,接收机必须对每个可能的测距码进行搜索,考虑到卫星信号的多普勒频移,需要在 ± 5 kHz 频率范围内进行搜索。冷启动时,接收机需要接收到每颗卫星的星历数据来确定卫星的位置。对于 GPS,这需要至少 18 秒的数据。冷启动下测试 TTFF,典型的 GNSS 接收机需要经过 30 至 45 秒实现定位。
GPS冷启动时间计算:
常见的GPS芯片/模块的冷启动首次定位时间TTFF(Time To First Fix)一般在40s左右
下图显示某GNSS多模芯片TTFF指标35s
计算GPS冷启动时间,我们要再次分析下GPS导航电文结构。
药物枕头
GPS 卫星发送的导航电文是每秒50bps的连续的数据流,每颗卫星都同时向地面发送以下信息:系统时间、时钟校正值、自身精确的轨道数据、其他卫星的近似轨道信息、电离层模型参数和世界协调时(UTC)数据等系统状态信息。

本文发布于:2024-09-24 03:24:33,感谢您对本站的认可!

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标签:电文   导航   信息   时间   系统   数据
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