1.3.2. Формування інформаційного сигналу в gps

В інформаційному сигналі GPS квадратурної складової несучої частоти модулюються двома псевдовипадковими послідовностями [1]. Кожна послідовність є біфазовий (0, π) зрушений код (bi phase shift key, BPSK). Одна послідовність - сума з модулем 2 Р(Y) коди й навігаційна даних, інша послідовність - сума з модулем 2 С/А коди й навігаційні дані. При цьому складова З/А коду повинна бути затримана відносно Р сигналу на 90 градусів. Несуча частота L2 модулюється тільки однієї їх цих 2х послідовностей. Код, використовуваний для модуляції несучої L2 вибирається наземними командами. Третій вид модуляції несучої L2 також визначається наземними командами. Він використовує як модулюючий сигнал P(Y) - код без навігаційних даних. Для навігаційних супутників всі елементи переданого сигналу (несучі, коди й дані) когерентні й створюються одним бортовим джерелом частоти.

Номінальна частота цього джерела для спостерігача на Землі становить 10,23 МГц.

Несуча частота супутника й величина виправлення частот для спостерігача, що перебуває на супутнику виміряються для компенсації релятивістських ефектів. Величини виправлення годин змінюються на величини πf/f=-4,4647*10-10, що еквівалентно зміні частоти Р-коду(10,23 МГц) на πf=-4,5674*10-3 Гц.(частота генерації P коду буде 10, 22999999543 МГц).

Спрощена схема формування радіонавігаційного сигналу супутника GPS зображена на рис.9

Рис. 9. Формування радіонавігаційного сигналу супутника GPS

Послідовність G1 у генераторі C/A коду формується за допомогою десятирозрядного регістра зсунення й суматора з модулем 2 рис.10.

Р ис. 10. Формування послідовності G1

Утворюючий поліном для послідовності G1 має вигляд:

Утворюючий поліном G1 = 1+x3 + x10.

Початковий стан регістра зсунення є десять двійкових символів «1111111111».

Протягом 1 мс генерується 1023 символу послідовності G1.

Послідовність G2, також формується за допомогою 10- розрядного регістра зсунення й суматора з модулем 2, але утворюючий поліном послідовності G2 інший:

Утворюючий поліном G2 = 1+x² + x³ +x⁶ + x⁸ + x⁹ + x¹⁰.

Схема формування послідовності G2 зображена на рис. 11.

Рис. 11. Формування послідовності G2

Послідовності G2i формуються за допомогою схеми мал. 4.11шляхом додавання з модулем 2 пар послідовностей з відповідних відводів регістра зсунення. Так, на приклад, щоб одержати послідовності G2i для супутників з ідентифікаційними номерами 1, 7, 13, 32 , потрібно скласти з модулем 2 послідовності G2 c відводів 2 й 6, 1 й 8, 6 й 7, 4 й 9 відповідно. Повна інформація про відповідність послідовностей, що складають, ідентифікаційним номерам супутників дана в таблиці 4.1

Спрощена схема генератора C/A коду, що враховує процедури формування псевдовипадкових послідовностей G1 й G2 зображена на рис.12.

У генераторі C/A коду регістрами G1 й G2, відповідно до наведеного вище утворюючим поліномам , формуються псевдовипадкові послідовності двійкових символів. Відповідно до заданих алгоритмів логічний суматор - перемикач із відводів регістра G2 відповідній таблиці 4.2 вибирає пари затриманих послідовностей, які підсумуються з модулем 2 й утворять послідовності G2i. Послідовності G2i складаються з модулем 2 з послідовністю G1 і формують псевдовипадковий код C/A i-го навігаційного супутника. Далі кодом C/A, складеним з модулем 2 з навігаційними даними модулюється несуча частота.

Вхід Регістр G 1

Початкова установка (1111111111)

Вхід імпульсів синхронізації

G1

Синхронізація, початкові установки

Вхід Регістр G 2

Початкова установка (1111111111)

Вхід імпульсів синхронізації

С/А

G2_i

Логічний суматор-перемикач

Рис. 12. Схема генератора C/A коду