GPS导航电文

一时失言乱红尘 2023-02-20 04:46 37阅读 0赞

# 一、导航电文 #

导航电文是由GPS卫星向用户播发的一组反映卫星在空间的位置、卫星的工作状态、卫星钟的修正参数、电离层延迟修正参数等重要数据的二进制代码,也称数据码(D码)。它是用户利用GPS进行导航定位时一组必不可少的数据。导航电文的传输速率为50bit/s,以“帧”为单位向外发送。

每帧的长度为1500bit,播发完一个主帧需30s。一个主帧包括5个子帧。每个子帧均包含300bit,播发时间为6s。每个子帧又可分为10个字,每个字都由30bit组成。其中第四、五两个子帧各有25个页面,需要750s才能将25个页面全部播发完。第一、二、三子帧每30s重复一次,其内容每隔2h更新一次。第四、五子帧每30s翻转一页。12.5min完整地播发一次,然后再重复。其内容仅在卫星注入新的导航数据后才得以更新。卫星电文的基本构成如下所示。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1d3VrdTEyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

> # **第一数据块 （第 1 子帧）** #

## 1、遥测字/TLM ##

## 2、交接字/HOW ##

## 3、第一数据块 第3-10个字 ##

### (1)、星期数/WN ###

### (2)、用户测距精度/URA指数 ###

注意URA中包括了由卫星和地面控制部分所产生的各种误差，但不包括由用户设备及传播介质所产生的误差。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1d3VrdTEyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

### (3)、卫星健康状况/SV Health ###

### (4)、L1信号和L2信号的群延之差/TGD ###

### (5)、卫星钟参数的数据龄期 AODC ###

卫星钟的改正参数的数据龄期(AODC)为:  
AODC=TOC-tL  
式中:TOC为卫星钟的改正参数的参考时刻,由导航电文给出;tL为计算这些参数时所用到的观测资料中最后一次观测值的观测时间。所以,AODC实际上表示钟改正参数的外推时间。外推时间越短,改正参数的精度越高。

### (6)、卫星钟误差参数 af0、af1、af2 ###

> # **第二数据块 （第 2、3 子帧）** #

**第二数据块是由第二子帧和第三子帧构成的,它给出了该GPS卫星的广播星历参数。这些参数每30s重复一次,每2h更新一次。现将第二数据块中的主要参数介绍如下:**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1d3VrdTEyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

## 1、星历参考时刻 toe ##

## 2、卫星星历的数据龄期 AODE ##

卫星星历的数据龄期(AODE)为:  
AODE=TOE-tL  
式中:TOE为星历的参考时刻,由导航电文给出；tL为预报该星历时所用到最后一个观测值的观测时刻。故AODE表示广播星历的外推时期。AODE越大,星历的精度和可靠性就越差。有人建议数据处理时可用AODE来为不同的卫星定权。

## 3、开普勒6个轨道根数： ##

①TOE时的平近点角M0;  
②TOE时的轨道偏心率e;  
③TOE时的轨道长半径的平方根/sqrt(A);  
④TOE时的轨道倾角i0;  
⑤TOE时的近地点角距ω;  
⑥Ω0=ΩTOE-GAST(t0), ΩTOE为星历参考时刻TOE时的升交点赤经, GAST(t0)为本周起始时刻t0的格林尼治恒星时.

## 4、9个轨道摄动参数 ##

①Δn:平均角速度n的改正值;  
②升交点赤经Ω的变化率,·Ω=dΩ/dt;  
③轨道倾角i的变化率,·i=di/dt;  
④Cuc,Cus:升交距角u=ω+f的余弦及正弦调和改正项的振幅,其中ω为近地点角距,f为卫星的真近点角。  
⑤Cic,Cis:轨道倾角i的余弦及正弦调和改正项的振幅;  
⑥Crc,Crs:卫星至地心的距离r的余弦及正弦调和改正项的振幅。

> # **第三数据块 （第 4、5 子帧）** #

子帧4和子帧5各含25页，内容较为复杂。其中子帧4含有7种不同的格式，子帧5含有2种不同的格式，详见下图：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1d3VrdTEyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]  
子帧4和子帧5以较少的比特数给出了其他GPS卫星的概略轨道及概略的卫星钟差参数，以方便用户了解整个GPS卫星星座的总体情况，这些参数称为卫星历书（almance）,卫星历书还给出了其他GPS卫星的健康状况。此外，子帧4和子帧5也给出了一些其他的参数，如电离层延迟参数、有关UTC的参数等。

## 1、卫星历书 ##

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1d3VrdTEyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1d3VrdTEyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][]

## 2、卫星的健康状况 ##

## 3、AS标识及卫星类型标识 ##

## 4、表示GPS时与UTC之间关系的参数 ##

## 5、电离层改正参数 ##

# 参考： #

1、《GPS测量与数据处理》李征航 第三版

2、[RINEX3文件中的toc，toe，IODE区分和了解][RINEX3_toc_toe_IODE]

3、[iode、iodc、aode、aodc的区别与联系][iode_iodc_aode_aodc]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1d3VrdTEyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200623104541676.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1d3VrdTEyMw==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1d3VrdTEyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200623105755919.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1d3VrdTEyMw==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1d3VrdTEyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: https://img-blog.csdnimg.cn/2020062311554162.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1d3VrdTEyMw==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1d3VrdTEyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200623115621527.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1d3VrdTEyMw==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1d3VrdTEyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200623120403694.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1d3VrdTEyMw==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1d3VrdTEyMw_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200623120636536.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3d1d3VrdTEyMw==,size_16,color_FFFFFF,t_70
[RINEX3_toc_toe_IODE]: https://blog.csdn.net/rstaotao/article/details/100066736
[iode_iodc_aode_aodc]: https://blog.csdn.net/dreamdgl/article/details/65449472?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1.nonecase&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1.nonecase