电子科技犬学通信与信息工程学院
本科教学
课程名称：
定位与导航原理与应用
定位与导航工程
电子科技大学通信与信息工程学院
标准实验报告
电子科技大学
实验报告
实时卫星位置、速度和时间解算（pvT解算）及结果分析 【实验目的】
1） 理解实时卫星位置解算在卫星导航解算过程中所起的作用，了解为完成 卫星位置解算所需的条件；
交换空间20112） 了解GPS时间、卫星的额定轨道周期的含义，了解星历的构成、周期 及应用条件；
3） 了解Doppler频移的成因、作用以及根据已知条件预测 Doppler频移
的方法；
高放废液4） 了解Doppler频移的变化范围及其与卫星仰角之间的关系；
5） 能够根据实验数据编写求解 radeon x550Doppler频移的相关程序。
【实验原理】
实时卫星位置解算在整个导航解算过程中具有举足轻重的作用，通常我们为 了获得接收机的地理位置，需要对卫星发射导航电文时的时间及运行速度有所 了解，所以可以说，卫星的实时速度和时间是解算卫星实时位置的基础，而卫 星的实时位置又是解算接收机三维位置坐标的基础。可见卫星实时位置、时间 及速度在整个定位过程中的重要地位。一般来说要确定接收机的三维位置，需 要同时解算出至少四颗卫星的实时位置。
卫星某一时刻发出的信号可以分为三部分：载波（L1）、测距码（C⑷、导 航电文。
对GPS某颗卫星进行实时位置的解算，需要已知这颗卫星的星历和周内 时，这些信息都包含在速率为 50bps的导航电文中（图3.1中的数据码）。导航
电文通过测距码（C/A码）进行扩频，然后用扩频的信号去调制频率为L1的正弦 波载波，然后卫星将调制后的载波信号播发出去。其模型可以用如下公式表示：
SLi（t） 足球经理97=Ap（R （t）㊉ Di （t）） cos（⑷ Lit + 屮 i） +Ac（Ci（t庖 Di （t）） sin（时 Lit + （3.1）
屮i） 川儿 打岛袋宽子
测距码数据码 载波
其中Asis 6326和A；是调制幅度，P,C是精码和粗码，它们都是对数据码 D的扩 频码，数据码经过扩频后分为两路进行调制。在本地接收机收到卫星信号后， 通过剥离载波L1，还原其扩频之后的信号，然后按照导航电文的格式最终将数 据码编译成导航电文（数据码）
它可分为5个部分：
遥测字 导航电文前导+授权用户信息
交接字 由于P码数据长，不易捕获，需要C\A码的辅助来捕获
数据块1钟修正参数、期龄、星期编号等
数据块2星历（在子帧2、3中），用于计算卫星位置
数据块3历书（子帧4、5中）提供卫星布局，健康状况等信息
本实验的一个重点在于通过导航电文来获取其卫星发射时间和星历从而得到 卫星的实时位置。
GPS1星在空间中的位置是时间t的函数，要计算卫星的位置首先要收集齐 时钟和星历参数，然后需要确定卫星的发射时刻。导航信号的发射时刻可以通过 导航电文在每一子帧的的交接字中的周内时计数器（Z计数）得知，通过该计数 器可以得到估算的发射时刻 屯。同时在子帧1中包含钟改正参数 a）,a1,a2来对 估算的时钟进行修正。
导航电文中的数据块2是卫星星历信息，数据块3是卫星的历书信息。星历
主要向用户提供有关计算卫星运行位置的信息，而历书主要向用户提供 GPS卫星
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