June 2nd, 2010

bf2142

Структура сигнала GPS

Наткнулся на интересную статью про GPS: garmin.com.ua/whatis.htm
Никакой заумной математики :)

Из этого следует - все спутники работают на одной частоте 1575,42 МГц.
При этом есть и вторая частота - для военных нужд. Т.е. спутники одновременно передают 2 сигнала: для гражданских и для военных.


Цитата из статьи:

Структура передаваемых сигналов

Спутники GPS передают два маломощных сигнала на частотах L1 и L2. Гражданские GPS-приемники работают на частоте L1 равной 1575,42 МГц. Прием сигналов возможен только со спутников, находящихся в пределах прямой видимости. Облака, стекло и пластик не являются преградами для сигнала, в то время как большинство плотных объектов, таких как здания, рельеф местности, металлические предметы и люди - являются.

Сигнал, передаваемый спутниками GPS, содержит три важных составляющих - псевдослучайный код, эфемеридные данные и альманах. Псевдослучайный код содержит номер спутника, передающего информацию. GPS-приемники GARMIN отображают его на странице спутников.

Эфемеридные данные, постоянно передаваемые каждым спутником, содержат важную информацию о статусе спутника (рабочий или нерабочий), а также текущую дату и время. Эта часть сигнала необходима для вычисления местоположения GPS-приемником.

Альманах содержит информацию о том, где должны находиться спутники GPS. Каждый спутник передает альманах, содержащий орбитальную информацию для данного спутника, а также всех остальных спутников GPS.


Тут еще инфа: ru.wikipedia.org/wiki/GPS

Военный сигнал шифруется.

Вот еще: www.radiopole.ru/material/gps.php

Частота одна.

Возникает вопрос  как же осуществляется разделение каналов. Если не частотное, то временное, но тогда спутники должны как-то договариваться о том, кто и когда передает очередной фрейм - очень сложно.

Скорее всего используется технология с кодовым разделением каналов как в CDMA.
Не зря в сигнал спутников включен псевдослучайный код позволяющий из всей каши выделить сигнал именно нужного спутника. Псевдокод ни разу не случайный и фактически является ключом для криптографических операций. Только он не является секретом,  наоборот - каждый GPS приемник знает псевдокод каждого спутника группировки.

CDMA работает ужасно сложно, но в общих чертах что-то понять можно отсюда:
www.ixbt.com/mobile/cdma.html
1-veda.ru/_telco/cdma/

И опять упираемся в "необходима очень высокая степень синхронизации приёмника и передатчика" :)

Получается - сначала GPS приемник должен умудриться выделить из широкополосного шума сигналы каждого из спутников (пытается синхронизироваться, и думаю методом перебора пока не начнут сходиться какие-нибудь контрольные коды). Как приемник найдет сигналы 3-х спутников начинает плавно корректировать свое время пока линии от 3-х спутников не сойдутся в одной точке. В итоге мы знаем где расположены спутники (сами об этом сообщают) и знаем где расположены мы относительно них.


Вдогонку: A-GPS помогает ускорить процесс поиска спутников и вычисления своего положения, а DGPS, в свою очередь позволяет повысить точность путем корректировок с наземных станций.

Элементарно :))))