GPS接口控制文件

SJ /T XXXX-XXXX

RF 射频(Radio Frequency ) RMS 均方根误差(Root Mean Square) SA 选择可用性(Selective Availability) SEP 球概率误差(Spherical Error Probable) SPS 每秒符号数(Symbols Per Second) SS 空间段(Space Segment)

SV 空间飞行器（卫星）(Space Vehicle)

SVN 空间飞行器（卫星）序号(Space Vehicle Number) TBD 待定(To Be Determined) TBS 待补充(To Be Supplied) TLM 遥测(Telemetry) TOW 周时(Time Of Week ) UE 用户设备(User Equipment)

URA 用户距离精度(User Range Accuracy) URE 用户距离误差(User Range Error ) US 用户段(User Segment)

USNO 美国海军天文台(U.S. Naval Observatory) UTC 协调世界时(Coordinated Universal Time)

WGS84 1984世界大地坐标系(World Geodetic System 1984) WN 周数(Week Number)

WNe 扩展周数(Extended Week Number) 3 要求 3.1 接口定义

如图1所示，GPS空间段(SS)和GPS导航用户段(US)之间的接口由两个射频链路组成：L1和L2。利用这些链路，GPS卫星可提供连续的覆盖全球的信号，为GPS用户提供导航所需的测距码和系统数据。具备适当装备的用户可以接收超过一定仰角的卫星信号。

L1 L2

图1 卫星/导航用户接口 GPS用户段（US） 星载计算程序 （OBCP） GPS空间段 卫星 （SV） 5

SJ /T XXXX-XXXX 3.2 接口认证

L频段链路的载波一般由一个或多个比特序列调制，每个序列通常为由伪随机噪声序列码和下行链路系统数据(即导航数据)模2和产生的复合信号。 3.2.1 测距码

三种伪随机噪声序列码及其特点为：精码(P码)为主要导航测距码；Y码用于反欺骗模式启动时替代P码；粗码(C/A码)主要是用来捕获P码或Y码(表示为P(Y)码)。所有GPS卫星都用同样的L频段传送信号，码分多址技术能够将不同卫星加以识别和区分。这些卫星可在需要时故意发射“不正确”的C/A码和P(Y)码，以保证用户不会因为卫星参考频率系统发生故障而接收和使用异常导航信号。这两种“不正确”的码被称为非标准C/A码(NSC)和非标准Y码(NSY)。

Block II-R、IIF及其后代卫星还发送另外两个伪随机噪声序列测距码，即L2 民用中码(L2CM)和L2民用长码(L2CL)。这些卫星会在需要时故意发送“不正确”的L2CM码和L2CL码，以保证用户不会因为卫星参考频率系统发生故障而接收和使用异常导航信号。这两种“不正确”的码被称为非标准L2CM码(NSCM)和非标准L2CL码(NSCL)。GPS卫星应在接收到控制中心命令时，能独立启动和终止播发NSCM码和(或)NSCL码。 3.2.1.1 P码

用于第i号卫星的伪随机噪声P码，记为Pi(t)，是一个码周期长度为7d，码率为10.23Mbps的测距码。P码序列由X1和X2两个子序列模2和产生，X1和X2码长分别为15345000和15345037。将X2序列选择性延迟1至37码元，即构成了X2i序列，这样，通过基码产生技术即可生成37个互异的、长度均为一周的P码序列。其中，32个P码序列已被分配用在卫星上，其余5个P码序列保留为其它用途(比如地面发送等)。这些P码序列按卫星编号(或其它用途)分配的码相位见表1。 3.2.1.2 Y码

伪随机噪声Y码通常在反欺骗模式下被激活时用以代替P码。 3.2.1.3 C/A码

用于第i号卫星的伪随机噪声C/A码，记为Gi(t)，是一个码周期长度为1ms、码率为1.023Mbps的Gold码（简称G码）。Gi(t)序列由G1和G2i两个子序列模2和生成，G1和G2i均为码长为1023的线性序列。G码历元与P码的X1历元同步，如表1所示。将G2序列选择性延迟5至950码元即构成G2i序列，由此生成36个互异的C/A码序列。这些C/A码序列按GPS PRN号的排列见表1。

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表1 码相位赋值

SV ID 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 c GPS PRN号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 码相位选择 C/A(G2i) 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 5⊕7 6⊕8 7⊕9 8⊕10 1⊕6 2⊕7 3⊕8 4⊕9 5⊕10 (X2i) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 码延迟位移 C/A 5 6 7 8 17 18 139 140 141 251 252 25 255 256 257 258 469 470 471 472 473 474 509 512 513 514 515 516 859 860 861 862 863 P 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 C/A码前10位 （八进制表示）a 1440 1620 1710 1744 1133 1455 1131 1454 1626 1504 1642 1750 1764 1772 1775 1776 1156 1467 1633 1715 1746 1763 1063 1706 1743 1761 1770 1774 1127 1453 1625 1712 1745 P码前12位 （八进制表示） 4444 4000 4222 4333 4377 4355 4344 4340 4342 4343 4343 4343 4343 4343 4343 4343 4343 4343 4342 4343 4343 4343 4343 4343 4343 4343 4343 4343 4342 4343 4343 4343 4343

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表1（续） 码相位赋值

SV ID c c c cGPS PRN号 34 35 36 37 bb码相位选择 C/A(G2i) (X2i) 4⊕10 1⊕7 2⊕8 4⊕10 34 35 36 37 码延迟位移 C/A 950 947 948 950 P 34 35 36 37 C/A码前10位 （八进制表示） 1713 1134 1456 1713 aP码前12位 （八进制表示） 4343 4343 4343 4343 注：码相位的赋值是成对的，其组成包括C/A码相位和P码相位。 a 该列是用八进制表示C/A码前十位，第一个数字“1”为码片的首位“1”，后三位数字为码片的后9 位，用八进制表示。（比如：图示中伪随机信号编号为1的C/A码前十位实际为1100100000）。 b C/A码34和C/A码37是一样的。 c 伪随机码序列的33至37保留，用于其他用途（比如：地面发射）。 3.2.1.4 L2CM码(IIR-M，IIF及后代卫星)

用于第i号卫星的伪随机噪声L2CM码，记为CM，i(t)，是码周期长度为20ms、码率为511.5kbps的测距码。L2CM码的历元与P码的X1历元同步。CM，i(t)为短周期线性模式序列，当计数到10230码元时重置为特定初始状态。按伪随机噪声码号分配的初始状态见表2。

3.2.1.5 L2CL码(IIR-M，IIF及后代卫星)

用于第i号卫星的伪随机噪声L2CL码，记为CL，i(t)，是码周期长度为1.5s、码率为511.5kbps的测距码。L2CL码的历元与P码的X1历元同步。CL，i(t)与CM，i(t) 序列用同样的码生成多项式产生，为短周期线性序列，当计数到767250码元时重置为特定初始状态。按伪随机噪声码号分配的初始状态见表2。 3.2.1.6 非标准码NSC，NSCM，NSCL及NSY码

用于在卫星参考频率系统出故障时保护用户（见3.2.1），因为不能为用户所用，所以本标准中不定义。

表2 码相位赋值（BlockIIR-M，BlockIIF及其后代卫星） SV ID GPS PRN号 移位寄存器初始状态（八进制） 移位寄存器结束状态（八进制） L2CM 742417664 756014035 002747144 066265724 601403471 703232733 124510070 617316361 047541621 733031046 713512145 024437606 021264003 230655351 L2CL 624145772 506610362 220360016 710406104 001143345 053023326 652521276 206124777 015563374 561522076 023163525 117776450 606516355 003037343 L2CM 552566002 034445034 723443711 511222013 463055213 667044524 652322653 505703344 520302775 244205506 236174002 654305531 435070571 630431251 aL2CL 267724236 167516066 771756405 047202624 052770433 761743665 133015726 610611511 352150323 051266046 305611373 504676773 272572634 731320771 b1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

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