【正文】 碼在實際相關中， 輸出并不是三角波，值也不是從0開始的。 在實際接收機中，由于存在帶寬限制，相關結(jié)果并非像圖6－10中那樣含有一個尖峰，而是如圖6－13那樣，其頂部由于帶寬的限制而圓滑得多。 圖5－13　有限帶寬的輸出相關如果考慮到相關函數(shù)的這個形狀，可以用二次方程來建模。 為了使用曲線擬合，相關數(shù)據(jù)必須兩邊對稱；如果不是這樣， 擬合的結(jié)果就不正確。為了保證兩邊對稱，通常需要合就足夠了。 將即時碼前后移動177。d和177。2d，得到兩個超前碼和滯后碼，最高值y與相鄰兩個值代入到下面這個方程中。 描述相關峰值的二次方程可以寫成： y=ax2+bx+c （6－46）y值表示相關值，x值表示以d為單位的x軸。這個方程可以由三組x和y值得到a, b, c值，即 其中其中X1表示矩陣X的逆矩陣。一旦由上述方程得到a,b,c值，就可以通過對x求導并令導函數(shù)等于零， 結(jié)果為： 得到的x值就是所求值。如果x100ns(d/2)或x100ns(d/2)， ，根據(jù)本地生成C/A碼向左或向右移動輸入信號。 在實際應用中，每毫秒產(chǎn)生5個y值，每10ms求一次均值， 產(chǎn)生5個y均值，y的最高值與其鄰近的左右兩邊的兩個值用來求得x值，將求得的x值看做高測時精度并用來決定是否需要對輸入信號頻移。 6 GPS衛(wèi)星導航數(shù)據(jù)定位 目的GPS衛(wèi)星發(fā)送的GPS衛(wèi)星信號采用L波段的兩種載頻作載波， 分別被稱作L1的主頻率和L2的次頻率。這些載波頻率由擴頻碼（每一顆衛(wèi)星均有專門的偽隨機序列）和導航電文所調(diào)制。GPS使用L頻段的兩種載頻為（其中f0是衛(wèi)星信號發(fā)生器的基準頻率）：  L1載波：fL1=154f0= MHz，波長λ1= cm； L2載波：fL2=120f0 =，波長λ2= cm。 選擇L波段的好處是： (1） 減少擁擠，避免“撞車”。 (2） 適應擴頻，傳送寬帶信號。 (3） 大氣衰減小，有利于研制用戶設備。GPS信號是一種調(diào)制波，它不僅采用L波段的載波，而且采用擴頻技術傳送衛(wèi)星導航電文。使得信號具有極強的保密性。 幾何定位及架構(gòu)GPS信號的調(diào)制波，是衛(wèi)星導航電文和偽隨機噪聲碼（PseudoRandom Noise Code，簡稱PRN碼，或稱偽噪聲碼）的組合碼。衛(wèi)星導航電文是一種不歸零二進制碼組成的編碼脈沖串，稱之為數(shù)據(jù)碼，記作D(t)，其碼率為50 b/s。對于距離地面20 000 km之遙的GPS衛(wèi)星，擴頻技術能有效地將很低碼率的導航電文發(fā)送給用戶。其方法是用很低碼率的數(shù)據(jù)碼作二級調(diào)制（擴頻）。 第一級，用50 Hz的D碼調(diào)制一個偽噪聲碼， 在D碼調(diào)制偽噪聲碼以后，再用它們的組合碼去調(diào)制L波段的載波，實現(xiàn)D碼的第二級調(diào)制，而形成向廣大用戶發(fā)送的已調(diào)波。如圖51所示，D碼的數(shù)據(jù)首先同偽噪聲碼C/A碼和P(Y)碼模二相加后，形成組合碼C/A(t)D(t)和P(t)D(t)，然后才調(diào)制L1載波。L2載波上的調(diào)制過程與L1載波大致相同， 不同的是L2載波可以用C/A(t)D(t)碼、P(t)D(t)碼或者P(Y)碼來調(diào)制。 最后， 衛(wèi)星向地面發(fā)射這兩種已調(diào)波L1和L2。 圖61 衛(wèi)星數(shù)據(jù)GPSsignal 衛(wèi)星數(shù)據(jù)分析假設每個導航數(shù)據(jù)包含32位，每個導航數(shù)據(jù)包含20個C/A碼組（1023位），每組C/A 碼的周期為1 ms， 載頻為154F（L1載波）和120F（L2載波）兩種，則每位包含1200或1540個載波。 當每個載波按8個采樣點計算時，每個導航數(shù)據(jù)的仿真數(shù)據(jù)為：3220102312008＝6 285 312 000由于數(shù)據(jù)量太大，導致仿真速度太慢，從而無法仿真。若假設每個導航數(shù)據(jù)包含32位，而每個導航數(shù)據(jù)只包含5個C/A碼組， 每個C/A碼組僅包含10個載波，當每個載波按8個采樣點計算時， 每個導航數(shù)據(jù)的仿真數(shù)據(jù)為： 3251023108＝13 M可以看出數(shù)據(jù)量大大減少了。 下面給出仿真程序完整的M文件代碼。 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%x1=。y1=。z1=。 %假設的衛(wèi)星位置參數(shù)%Code1的產(chǎn)生通過調(diào)用子函數(shù)fGenerateNavigationData實現(xiàn)%該子函數(shù)將在下面進行介紹Code1=fGenerateNavigationData(x1,y1,z1)。 %將產(chǎn)生的Code1中的0找出并轉(zhuǎn)換為1index1=find(Code1==0)。 Code1(index1)=ones(1,length(index1))。SvNum=12。 %設定衛(wèi)星編號為12Code2=zeros(1,1)。 %定義Code2的初值為0%將編號為SvNum的衛(wèi)星通過調(diào)用子函數(shù)fGenerateCAcode3生成C/A碼  %該子函數(shù)將在下面進行介紹Temp=fGenerateCAcode3(SvNum)。%將Temp中的0找出并轉(zhuǎn)換為1index1=find(Temp==0)。Temp(index1)=ones(1,length(index1))。Temp=［Temp Temp Temp Temp Temp］。%生成Code2for i=1:length(Code1) Code2=［Code2 Code1(1,i)*Temp］。endCode2=Code2(2:length(Code2))。%每位數(shù)據(jù)通過正弦波來調(diào)制 SinWave=sin(［0:2*pi/8:2*pi*7/8］)。SinWave=single(SinWave)。GPSsignal=zeros(1,1)。SinWave=［SinWave SinWave SinWave SinWave SinWave］。 for i=1:length(Code2) GPSsignal=［GPSsignal Code2(1,i)*SinWave］。 endGPSsignal=GPSsignal(2:length(GPSsignal))。%save GPSsignal 下面介紹兩個調(diào)用的子函數(shù)fGenerateCAcode3和fGenerateNavigationData。 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%子函數(shù)fGenerateCAcode3function y=fGenerateCAcode3(svnum)%將程序2改為子函數(shù)的形式， 輸入為衛(wèi)星編號， 輸出為相應的C/A碼g2s = ［5。6。7。8。17。18。139。140。141。252。254。255。256。257。258。469。470。471。 ...472。473。474。509。512。513。514。515。516。859。860。861。862］。g2shift=g2s(svnum,1)。reg =1*ones(1,10)。for i = 1:100g1(i) = reg(10)。 slave1 = reg(3)*reg(10)。reg(1,2:10) = reg(1:1:9)。reg(1) = slave1。endreg = 1*ones(1,10)。Table1=［ 2 6。 3 7。 4 8。 5 9。 1 9。 2 10。 1 8。 2 9。 3 10。 2 3。 3 4。 5 6。 6 7。 7 8。 8 9。 9 10。 1 4。 2 5。 3 6。 4 7。 5 8。 6 9。 1 3。 4 6。］。for i = 1:100 save2 = reg(2)*reg(3)*reg(6)*reg(8)*reg(9)*reg(10)。g2(i) = reg(Table1(svnum,1))*reg(Table1(svnum,2))。reg(1,2:10) = reg(1:1:9)。reg(1) = save2。end%將G1和G2卷積后得到C/A碼ssca = g1.*g2。ca = ssca。ind1=find(ca==1)。ind2=find(ca==1)。ca(ind1)=ones(1,length(ind1))。ca(ind2)=zeros(1,length(ind2))。y=ca。%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %子函數(shù)fGenerateNavigationDatafunction y=fGenerateNavigationData(x1,y1,z1)。%將傳進的參數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù)x=x1。 y=y1。z=z1。str1 = num2hex(x)。 str2 = num2hex(y)。str3 = num2hex(z)。Table1=［0 0 0 0。  0 0 0 1。 0 0 1 0。 0 0 1 1。 0 1 0 0。 0 1 0 1。 0 1 1 0。 0 1 1 1。 1 0 0 0。 1 0 0 1。 1 0 1 0。 1 0 1 1。 1 1 0 0。 1 1 0 1。 1 1 1 0。 1 1 1 1。］。TotalStr=［str1 str2 str3］。DataCode=zeros(1,1)。 l=length(TotalStr)。%將TotalStr中的數(shù)轉(zhuǎn)換為ASCII碼表中的數(shù)值for i=1:l temp=int8(TotalStr(i))。  if(temp58) temp=temp96+10。 else temp=temp47。 end  DataCode=［DataCode Table1(temp,:)］。endy=DataCode(2:length(DataCode))。 第七章 總結(jié)和展望本文課題是“基于METLAB的GPS全球定位系統(tǒng)關鍵技術方針”，通過一些參考書了解GPS的基本原理，系統(tǒng)以及對計算機語言MATLAB的初步掌握。在論文中對GPS的一些關鍵技術也有所掌握，如GPS測量的一些基本知識時間測量值測距，利用參考坐標系和偽隨機噪聲確定位置，GPS載波相位的測定。天體坐標系和地球坐標系，世界時系統(tǒng)，GPS衛(wèi)星運動以及GPS衛(wèi)星運動和開普勒定律的關系，C/A碼的產(chǎn)生以及相關知識，C/A碼起始點的精確性。GPS衛(wèi)星信號的捕獲，衛(wèi)星捕獲方法，GPS衛(wèi)星信號捕獲的一些例子，GPS信號接收機電路，基本構(gòu)成和一些基本知識，GPS信號接收機仿真系統(tǒng)，GPS信號的跟蹤 跟蹤過程的高測