导航电文和星历.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑导航电文和星历 导航电文 GPS 卫星发送的导航电文是每秒50位的连续的数据流，每颗卫星都同时向地面发送以下信息：系统时间、时钟校正值、自身精确的轨道数据、其他卫星的近似轨道信息、电离层模型参数和世界协调时（UTC）数据等系统状态信息 导航电文用于计算卫星当前的位置和信号传输的时间，从而使GPS接收机在接收导航电文后能确定自身的位置每个卫星自身将数据流调制成高频信号，数据传输时按规律分成不同的帧，每一帧有1500位，传输时间需30秒每一帧可分为五个子帧，每子帧有300位，传输时间为6秒每25帧构成一个主帧，传输一个完整的历书需要1个主帧，也就是需要12.5分钟一个GPS接收机要实现其功能至少要接收一个完整的历书GPS卫星导航电文布局如下图所示： 卫星星历 为了缩短卫星锁定时间，GPS接收机需利用历书、当地位置的时间来预报卫星运行状态历书与星历都是表示卫星运行的参数历书包括全部卫星的约莫位置，用于卫星预报；星历只是当前接收机观测到的卫星的精确位置，用于定位历书是从导航电文中提取的，每12.5分钟的导航电文才能得到一组完整的历书。

下表是ICD-GPS-200规定的历书格式： 说明 类型 卫星号 健康状况 偏心率 轨道参考时间 轨道倾角 short short float long float 字节 2 2 4 4 4 单位 s 半周 升交点赤经变化率 长半轴的平方根 升交点赤经 近地点角距 参考时间的平近点角 卫星钟差改正 卫星钟漂改正 历书星期数 GPS星期数 GPS星期秒数 校验和 float double double double double float float short short long 4 8 8 8 8 4 4 2 2 4 2 半周/s 半周 半周 半周 s s/s s 利用历书和当地的位置， 我们可以计算出卫星的方位和高度角，由此可以计算出当地能观测到的卫星和持续时间，即卫星高度角大于5°的展现时间 GPS卫星星历参数包含在导航电文的其次和第三子帧中从有效的星历中，我们可解得卫星的较切实位置和速度，从而用于接收机定位和测速GPS卫星历书每30秒重复一次，有效期为以星历参考时间为中心的4小时内。

GPS卫星星历数据中各参数概括描述： 1、ID: 卫星序列号 2、Health: 卫星健康状况 3、Week: GPS星期周数 4、Toe Time of Applic(s): 星历参考时间 5、IODE: 星历数据期号 6、Eccentricity: 卫星轨道偏心率 7、Orbital Inclination(rad): Toe时的轨道倾角 8、Inclination rate (r/s) 卫星轨道倾角变化率 9、Rate of Right Ascen(R/s): 升交点赤经变化率 10、SQRT(A) (m^1/2): 轨道长半轴的平方根 11、Dn 平均角速度校正值 12、Right Ascen at Toe(rad): Toe时的升交点赤经 13、Argument of Perigee(rad): 轨道近地点角距 14、Mean Anom(rad): Toe时的平近点角 15、Cuc(rad): 升交点角距余弦调和校正振幅 16、Cus(rad): 升交点角距正弦调和校正振幅 17、Crc(m): 轨道半经余弦调和校正振幅 18、Crs(m): 轨道半经正弦调和校正振幅 19、Cic(rad): 轨道倾角余弦调和校正振幅 20、Cis(rad): 轨道倾角正弦调和校正振幅 星历格式解析 文件头说明： 文件头用于存放与整个文件有关的全局信息，如格式版本、创造日期、电离层参数以及GPS 与UTC间关系的参数和跳秒等。

在文件头中，每行不超过80个字符，第61-80列为该行记录的标签，用于说明相应行第1-60列所表示的内容 结果以“ END OF HEADER”终止 概括如下： 2 NAVIGATION DATA RINEX VERSION / TYPE CCRINEXN V1.6.0 UX CDDIS 15-SEP-13 00:33 PGM / RUN BY / DATE IGS BROADCAST EPHEMERIS FILE COMMENT 0.1211D-07 0.1490D-07 -0.5960D-07 -0.1192D-06 ION ALPHA 0.9626D+05 0.8192D+05 -0.1966D+06 -0.3932D+06 ION BETA -0.186264514923D-08-0.710542735760D-14 147456 1758 DELTA-UTC: A0,A1,T,W 16 LEAP SECONDS END OF HEADER 数据记录格式说明 GPS： 1 13 9 14 0 0 0.0 0.744494609535D-04 0.409272615798D-11 0.000000000000D+00 PRN号,年,月,日,时,分,秒, 卫星钟差(s), 卫星钟漂(s/s), 卫星钟漂比率 0.890000000000D+02 0.678125000000D+01 0.473055417061D-08-0.182023583915D+01 数据/星历发布时间 对轨道半径正弦的校正值,平均角速度的摄动修正量,参考时刻toe的平近点角 0.184401869774D-06 0.232196238358D-02 0.880658626556D-05 0.515368733025D+04 对纬度幅角余弦的校正值,卫星轨道的偏心率,对纬度幅角正弦的校正值,卫星轨道长半径的平方 0.518400000000D+06 0.931322574616D-08 0.293769019251D+01-0.242143869400D-07 星历的参考时刻toe, 对倾角余弦的校正值, 参考时刻toe时升交点赤经, 对倾角余弦的校正值 0.960776246930D+00 0.209781250000D+03 0.370938681439D+00-0.806640709783D-08 toe时刻的轨道倾角, 对轨道半径余弦的校正值,近地点角距,升交点经度变化率 0.422160445490D-09 0.100000000000D+01 0.175700000000D+04 0.000000000000D+00 轨道倾角变化率, L2上的码, GPS周数， L2P码数据标记 0.200000000000D+01 0.000000000000D+00 0.838190317154D-08 0.890000000000D+02 卫星精度, 卫星健康状态, TGD, IODC钟的数据龄期 0.518400000000D+06 0.000000000000D+00 0.000000000000D+00 0.000000000000D+00 电文发送时刻, 拟合区间（未知为零）, 备用, 备用 GLONASS： 1 12 5 1 0 15 0.0-0.178827904165D-03 0.000000000000D+00 0.300000000000D+02 PRN号,年,月,日,时,分,秒,卫星钟差, 卫星相对频率偏差, 电文帧时间 -0.982898193359D+04-0.279615783691D+01-0.931322574616D-09 0.000000000000D+00 卫星位置X 卫星速度X 卫星加速度X 卫星健康状态 0.725750683594D+04-0.125680065155D+01 0.931322574616D-09 0.100000000000D+01 卫星位置Y 卫星速度Y 卫星加速度Y 卫星频率数（1~24） 0.223936489258D+05-0.818359375000D+00-0.186264514923D-08 0.000000000000D+00 卫星位置Z 卫星速度Z 卫星加速度Z 运行年限信息 — 7 —。