【正文】 碼在實(shí)際相關(guān)中， 輸出并不是三角波，值也不是從0開始的。 在實(shí)際接收機(jī)中，由于存在帶寬限制，相關(guān)結(jié)果并非像圖6－10中那樣含有一個(gè)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(guān)如果考慮到相關(guān)函數(shù)的這個(gè)形狀，可以用二次方程來(lái)建模。 為了使用曲線擬合，相關(guān)數(shù)據(jù)必須兩邊對(duì)稱；如果不是這樣， 擬合的結(jié)果就不正確。為了保證兩邊對(duì)稱，通常需要合就足夠了。 將即時(shí)碼前后移動(dòng)177。d和177。2d，得到兩個(gè)超前碼和滯后碼，最高值y與相鄰兩個(gè)值代入到下面這個(gè)方程中。 描述相關(guān)峰值的二次方程可以寫成： y=ax2+bx+c （6－46）y值表示相關(guān)值，x值表示以d為單位的x軸。這個(gè)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(guò)對(duì)x求導(dǎo)并令導(dǎo)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(dòng)輸入信號(hào)。 在實(shí)際應(yīng)用中，每毫秒產(chǎn)生5個(gè)y值，每10ms求一次均值， 產(chǎn)生5個(gè)y均值，y的最高值與其鄰近的左右兩邊的兩個(gè)值用來(lái)求得x值，將求得的x值看做高測(cè)時(shí)精度并用來(lái)決定是否需要對(duì)輸入信號(hào)頻移。 6 GPS衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)定位 目的GPS衛(wèi)星發(fā)送的GPS衛(wèi)星信號(hào)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(kuò)頻碼（每一顆衛(wèi)星均有專門的偽隨機(jī)序列）和導(dǎo)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(hào)發(fā)生器的基準(zhǔn)頻率）：  L1載波：fL1=154f0= MHz，波長(zhǎng)λ1= cm； L2載波：fL2=120f0 =，波長(zhǎng)λ2= cm。 選擇L波段的好處是： (1） 減少擁擠，避免“撞車”。 (2） 適應(yīng)擴(kuò)頻，傳送寬帶信號(hào)。 (3） 大氣衰減小，有利于研制用戶設(shè)備。GPS信號(hào)是一種調(diào)制波，它不僅采用L波段的載波，而且采用擴(kuò)頻技術(shù)傳送衛(wèi)星導(dǎo)航電文。使得信號(hào)具有極強(qiáng)的保密性。 幾何定位及架構(gòu)GPS信號(hào)的調(diào)制波，是衛(wèi)星導(dǎo)航電文和偽隨機(jī)噪聲碼（PseudoRandom Noise Code，簡(jiǎn)稱PRN碼，或稱偽噪聲碼）的組合碼。衛(wèi)星導(dǎo)航電文是一種不歸零二進(jìn)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(duì)于距離地面20 000 km之遙的GPS衛(wèi)星，擴(kuò)頻技術(shù)能有效地將很低碼率的導(dǎo)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(jí)調(diào)制（擴(kuò)頻）。 第一級(jí)，用50 Hz的D碼調(diào)制一個(gè)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(shí)現(xiàn)D碼的第二級(jí)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(guò)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(lái)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(shè)每個(gè)導(dǎo)航數(shù)據(jù)包含32位，每個(gè)導(dǎo)航數(shù)據(jù)包含20個(gè)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(gè)載波。 當(dāng)每個(gè)載波按8個(gè)采樣點(diǎn)計(jì)算時(shí)，每個(gè)導(dǎo)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(dǎo)致仿真速度太慢，從而無(wú)法仿真。若假設(shè)每個(gè)導(dǎo)航數(shù)據(jù)包含32位，而每個(gè)導(dǎo)航數(shù)據(jù)只包含5個(gè)C/A碼組， 每個(gè)C/A碼組僅包含10個(gè)載波，當(dāng)每個(gè)載波按8個(gè)采樣點(diǎn)計(jì)算時(shí)， 每個(gè)導(dǎo)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(shè)的衛(wèi)星位置參數(shù)%Code1的產(chǎn)生通過(guò)調(diào)用子函數(shù)fGenerateNavigationData實(shí)現(xiàn)%該子函數(shù)將在下面進(jìn)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(shè)定衛(wèi)星編號(hào)為12Code2=zeros(1,1)。 %定義Code2的初值為0%將編號(hào)為SvNum的衛(wèi)星通過(guò)調(diào)用子函數(shù)fGenerateCAcode3生成C/A碼  %該子函數(shù)將在下面進(jìn)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(guò)正弦波來(lái)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(gè)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(hào)， 輸出為相應(yīng)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(jìn)的參數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)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(guān)鍵技術(shù)方針”，通過(guò)一些參考書了解GPS的基本原理，系統(tǒng)以及對(duì)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言MATLAB的初步掌握。在論文中對(duì)GPS的一些關(guān)鍵技術(shù)也有所掌握，如GPS測(cè)量的一些基本知識(shí)時(shí)間測(cè)量值測(cè)距，利用參考坐標(biāo)系和偽隨機(jī)噪聲確定位置，GPS載波相位的測(cè)定。天體坐標(biāo)系和地球坐標(biāo)系，世界時(shí)系統(tǒng)，GPS衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)以及GPS衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)和開普勒定律的關(guān)系，C/A碼的產(chǎn)生以及相關(guān)知識(shí)，C/A碼起始點(diǎn)的精確性。GPS衛(wèi)星信號(hào)的捕獲，衛(wèi)星捕獲方法，GPS衛(wèi)星信號(hào)捕獲的一些例子，GPS信號(hào)接收機(jī)電路，基本構(gòu)成和一些基本知識(shí)，GPS信號(hào)接收機(jī)仿真系統(tǒng)，GPS信號(hào)的跟蹤 跟蹤過(guò)程的高測(cè)試精度。