GPS 卫星工作星座分为 6 个轨道平面，均匀分布着 24 颗卫星。GPS 卫星位于距离地面 20000KM 的高空，它从地平线出现到消失大概需要五个小时。它们向用户发送的导航定位信 号，受到大气层的干扰很小，定位经的高。用户可以同时接收 4 到 12 颗卫星的导航信息，用 来测定该用户的位置信息和其他参数，可以在任何地方全天时进行不间断导航。

GPS 接收机是用户设备的核心，用于接收 GPS 信号，处理导航电文，计算接收机坐标和 速度等其它参数。GPS 卫星的位置可以根据卫星发射的星历算得，是已知的。“GPS 星历” 参数体现了卫星运行轨道，包括“广播星历"和“后处理星历”。“广播星历”是由 GPS 卫 星直接向用户播发射的实时处理的星历。“后处理星历”是由第三方提供，用来测后数据处 理的星历。GPS 卫星播发的星历都是地面监测部分提供的。

GPS 地面监控系统主要由主控站、注入站、监测站组成，一般为一个主控站，四个注入 站和六个监测站。监测站对卫星进行监测，并把监测数据发给主控站。主控站是整个 GPS 系 统的枢纽，他协调和控制地面监控和部分工作，主要功能有监视所有卫星运行轨道，计算卫 星钟差，计算卫星星历参数以及导航电文中各个修正参数，判断卫星是否正常工作等。注入 站定时将主控站发出的信息发送给各个卫星，确保传输信息的准确性。文献综述

2。2 GPS 信号组成

GPS 卫星发出的卫星信号主要分为三个层次：载波，伪码和数据码。

2。2。1 载波

伪码和数据码先通过调制附加到正弦波形势下的载波上，然后卫星将具有伪码和数据码 的载波发出去，所以载波可以被看做是 GPS 卫星信号的基础部分，通常每颗 GPS 卫星使用 两个 L 波段频率（L1 和 L2）发射载波无线信号，载波 L1 频率为 1575。42MHZ，载波 L2 频 率为 1227。60MHZ。这两个载波频率都属于特高频波段。对于任意载波，它的频率和波长存 在以下关系：

其中 c 为真空中光速，根据这一关系我们可以计算出载波 L1 波长1 约为 19 厘米而 L2

波长2 约为 24。4 厘米。

GPS 选择这两个载波频率值是有多方面原因的[6]： (1)地球表面的电特性、电离层等因素对不同频率的电磁波有着不同的影响，频率较低的

电磁波虽然可以传播很长的距离，但它很容易受到干扰，高频电磁波遭到电离层反射很难预 测。特高频电磁波以直射波形式传播，可以穿透电离层和建筑物噪声干扰小，适用于卫星通 讯。

(2)这两个载波频率是电磁波频谱的一部分，无线电波的频带是有限的公共资源，为了更 有效率的利用频谱并且减少无线电波间的相互干扰，国际和各国都设立了相应机构管理频谱 资源，GPS 载波也需要遵守这些规则，不能与其他设备占用相同的频带。

(3)载波频率要比伪码频宽大得多，这样才能应用伪码信号调制载波信号实现伪码信息的 传输。

(4)GPS 接收天线的增益和尺寸也受到载波频率的很大影响。

2。2。2  伪码

GPS 卫星主要采用两种伪码：C/A 码和 P（Y）码，用它们进行测定卫星到接收机的距离。 其中载波 L1 上可以调制 C/A 码和 P(Y)码，而载波 L2 上只能调制 P(Y)码。

C/A 码主要作用是分址，搜寻卫星信号和测距，是在一定程度上抗干扰的明码，主要用 于民用。C/A 码的长度周期是 1023（ 210 -1）个码片的金码，即一个 C/A 码的长度是 1023 个

码片。它重复运行一周所需的时间仅为一毫秒，可以知道它的码率为1。023106   码片/秒，码