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时频科学
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导航信号产生过程及同步控制

 

目前卫星导航系统大多采用直接序列扩频调制,如北斗、CAPS、GPS和GALILEO。以GPS卫星信号产生过程为例,真实的GPS卫星射频信号产生流程如图1所示。伪码发生器产生1.023MHz的C/A伪随机码,GPS的导航电文速率为50bps,导航电文首先与该C/A码叠加,这样产生了C/A码基带信号;导航电文也同时与P/Y码叠加,产生P/Y码基带信号;两组数字基带信号分别被BPSK调制到1575.42MHz后,再叠加通过天线发射。GPS信号调制过程如图3.1所示。

 

GPS卫星时频子系统产生基准频率 =10.22999999543 MHz和154倍基准频率,这两者在相位上是完全同步的。时频子系统产生的其他频率信号也都基于同样的振荡源,这样可确保所有频率信号的稳定性和同步关系。由于相对论效应,基准频率相对地面为10.23 MHz。同时,通过与地面系统的时间同步,时频子系统还产生本地秒脉冲,为卫星信号发生提供初始相位。频率和秒脉冲信号同时送给码发生器和BPSK调制器。

 

图1  GPS信号调制过程