Полная версия

Главная arrow Техника arrow Беспроводные технологии на автомобильном транспорте. Глобальная навигация и определение местоположения транспортных средств

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

МОДУЛЯЦИЯ GPS СИГНАЛА

Модуляции частот L1 и L2

В системе GPS используется кодовое разделение сигналов, т.е. технология, называемая CDMA (Code Division Multiple Access). При передаче данных используется расширение спектра по технологии DSSS. Благодаря этим технологиям модуляции сигнала все спутники получают возможность излучать сигналы на одинаковой частоте, не мешая друг другу. Генератор С/А-кода имеет частоту следования импульсов 1023 МГц и, следовательно, период 1 мс.

Каждый спутник системы GPS излучает два фазоманипулирован-ных сигнала. Частота первого сигнала составляет L1 = 1575,42 МГц, а второго — L2 = 1227,6 МГц.

Несущая частота L1 состоит из двух компонент, которые находятся по фазе в квадратуре друг к другу, т.е. сдвинуты относительно друг друга на к/2 для удобства их разделения. Первая компонента модулируется двумя двоичными последовательностями (дальномерный псевдослучайный P-код и информационная последовательность передачи данных), складывающимися по модулю 2. Вторая (сдвинутая на к/2) — также модулируется двумя последовательностями (дальномерный псевдослучайный С/А-код и информационная последовательность), также складывающимися по модулю 2. Итак, на частоте L1 = 1575,42 МГц передаются две компоненты. Первая последовательность является суммой по модулю 2 точного дальномерного кода Р или засекреченного кода Y и навигационных данных. Вторая последовательность также является суммой по модулю 2 грубого С/А открытого кода (F = 1,023 МГц) и той же последовательности навигационных данных.

Несущая частота L2 имеет одну компоненту и модулируется двумя двоичными последовательностями (дальномерный и псевдослучайный P-код или С/А-код и информационная последовательность передачи данных), складывающимися по модулю 2. В процессе формирования точного дальномерного Р(У)-кода одновременно формируются метки времени. Здесь также предусмотрен режим использования только Y-кода, когда информационная последовательность вообще не передается. Во всех случаях скорость передачи данных информационных последовательностей составляет 50 бит/с.

Для сигналов GPS используется способ фазовой модуляции (манипуляции). Поскольку PRN-коды и навигационное сообщение являются бинарными потоками, им должны соответствовать два состояния несущей частоты. Этими двумя состояниями являются нормальное состояние, представляющее бинарный ноль, и состояние зеркального изображения, представляющее бинарную единицу.

Нормальное состояние оставляет несущую частоту неизмененной. Состояние зеркального изображения приводит к изменению фазы несущей на 180°. Поэтому каждый переход кода с нуля на единицу (нормального на зеркальное изображение) или от единицы на ноль (зеркального изображения на нормальное) вызывает переброс фазы или сдвиг фазы на 180° (рис. 4.4). Эта техника модуляции известна как бинарная парафазная модуляция (манипуляция). Другое название данной модуляции — BPSK-модуляция (BiPhase Shift Keying).

I 1

Коды

1 и данные

Бинарная парафазная модуляция несущей частоты

Рис. 4.4. Бинарная парафазная модуляция несущей частоты

Схема формирования сигнала на частоте И

Сигнал Ы модулируется и С/А-кодом и Р-кодом таким образом, чтобы два кода не интерферировали друг с другом. Говорят, что эти сигналы должны быть взаимно ортогональны. Ортогональность, т.е. отсутствие взаимного влияния при передаче ПСП1 (С/А-код), и ПСП2 (Р(У)-код) достигается благодаря сдвигу по фазе их несущей на 90°. Чтобы получить сигнал С/А-кода на несущей Ы, подается немодулированная несущая, которая сдвигается по фазе на 90°. Квадратурный компонент несущей смешивается с сигналом С/А-кода и затем объединяется с зашифрованным Р-кодом модулированного синфазного компонента, после чего он может передаваться антенной космического аппарата. Иными словами, модуляцией несущей частоты одним кодом осуществляется син-фазно, а другим — в квадратуре, т.е. со смещением несущей частоты по фазе относительно первой на 90°. Объединение всех этих компонент проиллюстрировано на рис. 4.5.

Объединение компонент сигналов GPS на частоте L1

Рис. 4.5. Объединение компонент сигналов GPS на частоте L1

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>