GPS原理应用(4-4)随机噪声码

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码是一组二进制的数码序列,可以表达成以0和1为幅度的时间函数。

假设一组码序列u(t),对某一时刻来说,码元是0或1完全是随机的,但出现的概率均为1/2。这种码元幅度的取值完全无规律的码序列,称为随机码(Random Noice)序列(或随机噪声码序列)

  • 不可复制的
  • 非周期性序列
  • 具有良好的自相关性:相关性的好坏,对提高利用GPS卫星码信号测距精度,极其重要

随机噪声码的自相关性

将随机序列u(t)平移k个码元,得到一个新的随机序列u’(t),如果两随机序列u(t)和u’(t)所对应的码元中,相同的码元数(同为0或1)为Au,相异的码元数为Bu,则随机序列u(t)的自相关系数R(t)定义为:

当平移的码元数k=0,说明两个结构相同的随机码序列,相应的码元相互对齐,Bu=0,自相关系数R(t)=1。当k≠0时,由于码序列的随机性,当序列中码元数充分大时,则Au≈Bu,即自相关系数R(t) ≈ 0。根据码序列自相关系数的取值,可以判断两个随机码序列的相应码元是否对齐。

假设GPS卫星发射的是一个随机码序列u(t),而GPS接收机若能同时复制出结构与之相同的随机码序列u’(t),则由于卫星信号时间传播延迟的影响,被接收的u(t)与u’(t)之间产生了平移,即相应的码元错开,因而R(t)≈ 0

如果通过一个时间延迟器来调整u’(t),使之与u(t)的码元相互完全对齐,即有R(t) =1则可以从接收机的时间延迟器中测出卫星信号到达用户接收机的准确传播时间,从而准确测定GPS卫星到测站的距离

随机序列相关性的好坏,对提高利用GPS卫星码信号测距精度,非常重要

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