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GPS基带P码处理总结——P码处理的要素及方法
P码的结构分析P码结构P码控制逻辑W码Z跟踪法总结
P码的结构分析
P码是GPS信号中所含有的一种扩频码,也是一种伪随机噪声码,同时调制在L1和L2载波上,由于其周期长,因此又称作长码。加密后的P码称为P(Y)码,P(Y)码为军用码,其结构不公开,但可知P(Y)码是由P码和W码异或产生的,因为可通过对W码时序估计来恢复L2载波,为实现双频定位提供支撑。 P码结构P码是复杂的伪随机噪声码,序列长度为2.35469592765×10的14次方,码速率为10.23MHz,码周期为266.41天,即38.058星期。在实际应用中,每颗卫星使用P码的一星期长的码元作为自己的扩频序列,故每个序列长度是6.187104×10的12次方。 P码的生成可参考ICD-GPS-200C,P码生成主要由4个12级线性反馈移位寄存器(X1A、X1B、X2A、X2B)构成,系统时钟为10.23MHz
P码通过L1 C/A码的辅助引导产生。在L1 CA稳定跟踪上后,便可得到相应的卫星编号i、包含当前周内秒计数的TOW,通过TOW字可以获得下一个6s计数的准确时刻值,在当前的6s计数的开始时刻,启动X1的控制逻辑产生X1码流。由于每一个6s计数周期内,X2相对于X1都会产生374=148个码片的滞后,因而在启动X1后,控制延时模块延时(TOW148+i)*Tp个时钟周期后,再启动X2的产生控制逻辑,便生成与当前X1历元相对应的X2码流,最后将两者做异或运算,便得到当前的P码。 W码W码是在AS启动之后用于对P码加密的未知码,W码的吗速率并不是固定的,但是和产生P码的其中一个字码X1A是同步的。X1A码的速率和P码速率一致为10.23MHz,并且其长度为4092个P码。W码的速率是按照一定的模式变化的,可以表述为,20个P码为一个W码,持续11个W码,后面为22个P码为一个W码,持续21个此周期的W码。两个W码合并为一个H周期,15个H周期为1ms 。 Z跟踪法(1)捕获跟踪L1通路,恢复L1载波,并求解当前准确的卫星时刻 (2)由跟踪后的L1载波辅助产生L2载波,根据L1解出的当前卫星编号及时间,由L1P码发生器控制产生L1P码 (3)用L1P与L1Q支路信号做相关,去掉L1载波的P码,相关结果经过低通滤波,产生L1W码的预估值 (4)延时控制器调整L1P和L2P的电离层延时,由L1P引导产生L2P,同时用L2P与L2支路信号做相关,并通过低通滤波; (5)用预估所得L1W码与L2滤波结果做相关,经累加积分后送入码环鉴相器,反馈至延时控制器跟踪L2P码,同时鉴相器结果送至L2的载波NCO,实现对L2全波长的载波复现。 总结本文列出了一些P码处理的实现要素,后续将会对某些具体进行介绍 |
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