Полная версия

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

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

СТРУКТУРА НАВИГАЦИОННОГО СООБЩЕНИЯ GPS

Навигационные сообщения GPS

В информационной последовательности навигационного сообщения GPS содержится информация [16J:

  • • об эфемеридах НКА, позволяющих рассчитать их координаты и составляющие скорости;
  • • альманах созвездия НКА;
  • • частотно-временные поправки;
  • • данные о времени в системе GPS и коэффициенты для его пересчета во всемирное время;
  • • метки времени;
  • • параметры ионосферной модели;
  • • сведения о работоспособности бортовой аппаратуры НКА и др. Эта информация используется в аппаратуре потребителя при

решении навигационно-временной задачи по определению координат, скорости и временной поправки к местной шкале времени.

Навигационные сообщения передаются со скоростью 50 бит/с под дополнительной модуляцией несущей частоты псевдослучайным кодом. Кроме псевдокодов, по которым определяется время распространения сигнала, каждый спутник передает в виде двоичной информации навигационное сообщение, включающее «эфеме-ридные данные» и «данные альманаха», ключевые слова к Р-коду, а также специальные сообщения. Каждое сообщение состоит из 25 «порций» (страниц) по 1500 бит каждая. Полный цикл передачи всего GPS сообщения занимает 12,5 мин.

Навигационное сообщение представляет собой непрерывный поток данных, передаваемых каждым спутником на частотах L1 = 1575,42 МГц и L2 = 1227,6 МГц с периодом повторения 20 мс (50 бит/с). Иными словами, один бит на каждые 20 повторений псевдокода С/А (напомним, длительность С/А-кода — 1 мс).

Поток данных модулирует несущую частоту каждого спутника. Данные разбиваются на логически сгруппированные блоки, называемые фреймами (страницами).

Полное навигационное сообщение состоит из 25 кадров (фреймов, кадров, страниц), каждый из которых содержит 1500 бит, и его передача занимает 30 с. Каждая страница разбита на пять подфреймов (субфреймов, подкадров, подстраниц) по 300 бит, и его передача занимает 6 с, а каждый подкадр содержит 10 слов по 30 бит. Структура страницы навигационного сообщения GPS показана на рис. 4.6. Таким образом, полное сообщение передается за 12,5 мин.

Подкадры 1, 2 и 3 передаются в каждом кадре, т.е. они повторяются каждые 30 с. Содержание подкадров 4 и 5 изменяется в каждом кадре и повторяется через 25 кадров, образующих суперкадр, т.е. через 750 с, или 12,5 мин.

Номера

бит 0 30 60 300

Структура одного кадра (страницы, фрейма) навигационного сообщения GPS

Рис. 4.6. Структура одного кадра (страницы, фрейма) навигационного сообщения GPS

Приемник GPS для нормальной и полноценной работы (в том числе для первичной инициализации) должен получить весь альманах в полном объеме.

Первые три подфрейма всех 25 страниц имеют одинаковое информационное содержимое, а именно:

  • • данные состояния спутника (рабочий, нерабочий);
  • • бортовое время;
  • • эфемеридные данные.

Именно поэтому приемник получает значения времени и данные эфимериса от передающего спутника каждые 30 с. Это означает, что приемник имеет возможность решать задачу определения местоположения каждые 30 с.

Структура полного навигационного сообщения GPS и его характеристики показаны в табл. 4.2.

Таблица. 4.2

Структура полного навигационного сообщения GPS

Элемент сообщения

Состоит из

Объем

информации, бит

Время

передачи

Навигационное сообщение (суперкадр)

25 фреймов (страниц)

37 500

12,5 мин

Фрейм (страница)

5 подфреймов (подстраниц)

1500

30 с

Подфрейм, подстраница

10 слов

300

6 С

Рассмотрим содержание всех пяти подфреймов.

Подфрейм 1 содержит значения времени передающего спутника, включая параметры для коррекции задержки транзитного времени сигнала и часов на борту спутника, а также информацию о состоянии спутника и оценку позиционной точности спутника. Также подфрейм передает так называемый 10-битовый недельный номер (диапазон значения от 0 до 1023 может быть представлен 10 битами). Время GPS начинается в воскресенье, 6 января 1980 г. в 00:00:00 ч. Каждые 1024 недели число недель обнуляется.

Подфреймы 2 и 3 содержат данные эфимериса передающего спутника. Эти данные обеспечивают очень точную информацию о спутниковой орбите.

Подфрейм 4 содержит данные альманаха о спутниках с номерами от 25 до 32 (обратите внимание: каждый подфрейм может передать данные только одного спутника), различие между GPS- и UTC-вре-

менем и информация относительно любых ошибок измерения вызваны ионосферой.

Подфрейм 5 содержит данные альманаха о спутниках с номерами от 1 до 24 (обратите внимание: каждый подфрейм может передать данные только одного спутника). Все 25 страниц передаются вместе с информацией о состоянии спутников с номерами от 1 до 24.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>