5. Структура сигналов gps. Классификация принимающей спутниковой аппаратуры

Каждый GPS-спутник постоянно передает радиосигналы на двух частотах: L1 и L2, сигналы этих частот модулированы частотами кодов С/А, Р-кода, У-кода, а также частотой 50 КГц.

Сигналы с частотой модуляции 50 КГц несут спутниковое навигационное сообщение, которое содержит описание GPS-спутниковых орбит, коэффициенты коррекции бортовых часов спутников, текущие координаты и другие системные параметры. Эти декодированные данные также называют эфемеридами спутников. Эфемериды используются при планировании работ с применением GPS-оборудования и для определения координат.

Частота L1 (1575.42 МГц) несет навигационное сообщение и гражданский кодовый сигнал C/A. Гражданский С/А код (грубый - Coarse Aquisition; легко обнаруживаемый - Clear Aquisition; легко доступный - Clear Access, избирательный (гражданский) доступ - Selective Availability) доступен для всех GPS-приемников и используется для решения задач навигации, геодезии, картографии и маркшейдерии.

Частота L2 (1227.60 МГц) используется для измерения ионосферных поправок и несет шифрованный военный кодовый сигнал (Р-код (Precision, Protected) и У-код). Эти коды шифруются с помощью особых алгоритмов шифрования, уравнения для их раскодирования засекречены и доступны только американским военным пользователям.

Посредством кодов С/А и Р-кода, в частности, передаются сигналы точного времени, причем С/А - код повторяется каждую миллисекунду, а Р-код передает коррекцию один раз в неделю. Период в 267 дней разделен на 38 семидневных циклов. Из них один резервный, пять используются наземными станциями слежения, оставшиеся 32 соответствуют спутникам. Таким образом, СНС в целом передает сигналы С/А и Р-кодов непрерывно, причем сигнал Р-кода дает информацию, скорректированную наземными станциями слежения, один раз в неделю.

Спутники системы ГЛОНАСС непрерывно излучают навигационные сигналы двух типов: навигационный сигнал стандартной точности (СТ) в диапазоне L1 (1.6 ГГц), для гражданских пользователей; и навигационный сигнал высокой точности (ВТ) в диапазонах L1 и L2 (1.2 ГГц), предназначенный для потребителей Министерства Обороны РФ.

В зависимости от возможностей приемников декодировать сигналы кодов различают кодовые и бескодовые приемники.

В зависимости от количества частот, на которых приемник работает, он может быть одно- и двухчастотным.

В зависимости от количества ИСЗ, которое данный приемник может пеленговать одновременно, различают одно- и многоканальные приемники.

И, наконец, приемник может быть одно- и многосистемным в зависимости от его возможности работать в различных навигационных системах (GPS, ГЛОНАСС и др.).

Кроме того, по сферам применения приемники могут быть ориентированы

• на сбор данных для геоинформационных систем;

• на построение геодезических сетей и выполнение топографических съемок;

• на решение навигационных задач;

• на обеспечение служб пожарных, милиции, скорой медицинской помощи, транспортных диспетчерских и т.п.

Из рассмотренного выше материала следует, что точность, обеспечиваемая спутниковой технологией позиционирования, практически полностью зависит от типа принимающей аппаратуры и применяемой методики наблюдений.

Очевидные закономерности при этом следующие: чем шире возможности аппаратуры, чем длительнее сеансы радионаблюдений, чем больше каналов имеет приемник, тем более высокую точность определения координат можно получить; кроме того, методика относительного местоопределения менее критична к выбору аппаратуры.