l2c碼與l2載波數(shù)據(jù)質量分析

1、2 0 11年 4月第 9卷第 2期 地 理 空 間 信 息 (( )】 ’ ^ Tl 、 Jl ＼)MV川( )Ap r ． ， 2 011Vo 1 ． 9 ． No ． 2L 2 C碼與 L 2載波數(shù)據(jù)質量分析 李衛(wèi)軍， 歸黨瑩 ( 1 ．廣 東省 電力 設計 研 究 院 ，廣東 廣 州 5 1 0 6 6 3 ；2 ．中 國地 圖 出版 社 ，北 京 1 0 0 0 5 4 )摘 要：基于 I GS的 L 2 C信 號跟蹤 站

2、數(shù)據(jù)驗證 了具有 L 2 C碼 的衛(wèi)星的 L 2載波的信噪比 高于沒有 L 2 C碼 的衛(wèi)星的 L 2 載 波 的信噪比， L 2 載波恢復的數(shù)據(jù)質量更好 。 針對 不同的接 收機 ，對比分析 了C ／ A碼和 L 2 C碼多路徑效應及觀測噪聲水平 ， 發(fā) 現(xiàn) 對 T R 1 MB L ENE T R S 接 收 機 ，L 2 C碼 誤 差 水 平 明顯 高 于 C ／ A 碼 ，與 期 望 結 果相 反 。關鍵 詞 ：G P S 現(xiàn)

3、代 化 ；L 2 C碼 ；信 噪 比 ； 多路 徑 效 應 中 圖 分 類 號 ：P 2 2 84 1文 獻 標 志 碼 ：B文 章 編 號 ：7 ： 一 4 6 2 3I2 0 l j } 0 2 — 0 0 7 5 ～ ) 3G P S 現(xiàn) 代化的一 個主要措施 是在 L 2頻道 上增加 第二 民用碼 ，即 L 2 C碼 ，其應 用意 義主要 有 ：①保 證 高精度 用戶可以 直接 獲取 L 2 信 號 而不是微 弱 的半波長跟 蹤

4、技 術 ，信 號強度 將得 到 大大提 高 ? ；②L 2載 波上調 制 L 2 C碼可以更好地消除電離層延遲誤差，具有更強的信 噪 比以及 更低 的 多路 徑 效應 影響 。 目前 ，能發(fā) 送 L 2 C碼信 號的衛(wèi) 星達到 6顆 ， I GS 也 組織 成立 了 L 2 C信號跟蹤 站 網絡 ?，F(xiàn) 已有 國內外學者開展 了 L 2 C碼 方 面的研 究工作 1 3 - 5 1 。本文基 于 I GS的 L 2 C信 號跟蹤 站數(shù) 據(jù)

5、 ，對 L 2 C碼 及 L 2載 波數(shù) 據(jù)質 量進行 了分析 。1L 2 C碼觀測數(shù)據(jù)采集 從 2 0 0 5年 9月 2 6日，第一顆現(xiàn)代 化 的 B l o c kI I R —M 衛(wèi) 星 ( P R N1 7 )發(fā) 射上 天到現(xiàn)在 ， 能發(fā)送 L 2 C碼信 號的衛(wèi) 星達到 6 顆 ，分別是 7 號 、l 2號 、l 5號 、1 7 號 、2 9 號 和 3 l號。G P S接 收機 生 產 商 ，比如 T r i mb l e

6、 、No v A t e l 、S e p t e n t r i o 、L e i c a以及 T o p c o n等 隨之研 發(fā) 生 產 了不 同型 號可跟蹤 L 2 C 信 號的接 收機 。同時 ，I GS也組 織成立 了 L 2 C信號跟蹤 站 網絡 。表 1 列 出 了部分 主 要 跟 蹤 站 的 站 名 及 所 用 接 收機 型 號 。太 1I2 (f’ ； ‘l ； 鉗 ll lJ ~ ~ 1 ；I f f 0 舅 l及

7、{ 安 【 l靜 LJ站名接收機類型 ALI CLEI CA GRX l2 0 0 GG UNAC XM J SDAV R F AI C UNB3GANPM CM C Tr i mb l eN E TRSLEI CA GRX 1 2 0 0 GG Tr i mb l eNETR5Tr i m b l eNETRSTr i mb l eN E TR5T r i mbl eN E TR5T r i mb l eNETRS收 稿 日

8、期 ：?0 - 0 l _ IJ2 比 ( S N R ) 試驗分析 傳 統(tǒng) L 2載 波只調制 了結構 未公 開 的 Y碼 ， 不 能采 用碼相 關法 來恢復 L 2載波 ，而采用平 方法 ，得 到 L 2載 波的信噪 比較 差。L 2 C 碼 主要 優(yōu)勢是保 證 高精 度用 戶可 以直接 獲取 L 2信 號 而不是 微弱 的半 波長跟 蹤技 術 ，信 號強度將得 到 大大提 高。以 2 0 0 8 年 隨機選取 的三 天數(shù) 據(jù)對 比

9、分析 ，很 容 易驗 證 上 述 結 論 。 以 UN A C 站 2 0 0 8 年 8月 1 5日的 觀 測 數(shù)據(jù) 為例 ， 圖 l 和 圖 2 分 別為所有 衛(wèi)星 L 1 和 L 2載波 S NR值 。很 顯 然，各衛(wèi) 星 L 1 載波 S NR值 整體優(yōu) 于 I2載 波 ，而圖 2中現(xiàn)代化 衛(wèi)星 的 L 2載波信 號強度 ( S V7 、1 2 、1 5 、1 7 、2 9 、3 1 )則 高于其他 衛(wèi)星 的 L 2載 波信 號

10、 強 度 圖 lI l 、 ＼站 各 衛(wèi) 星 lI波 圖 10、 、、 ( 、 站 各 衛(wèi)星 l ：載 波 的 R伯 的 R值 L1 載波 的 S N R值 變化 范 圍為 2 5 ． 2 5～5 5 ． 2 5 d B ． H z ，如表 2所示 ，其 中約 9 7 ％在 3 5d B ． H z以上 。一般 衛(wèi)星 的 L 2載 波 S N R值 最 高為 5 2d B — Hz ，最低 只有 1 4d B —H z ，而且僅

11、一半觀 測值 達到 3 5d B ． H z水平 ?，F(xiàn)代q ' g y _星 L 2載波 的 S NR 值 變化 范圍為 2 8 ． 5～ 5 6 d B ． Hz ，其 各項 水平還略 高 于 L 1 載 波。第 u卷 2期 李 衛(wèi) 軍 等 ： L 2 C碼 與 L 2載 波 數(shù) 據(jù) 質 量 分 析 ·7 7·4 結 語 通 過 I G S 的 L 2 C 信 號 跟 蹤 站 數(shù) 據(jù) 的 試 驗 與 分

12、 析 ，可 以得 到 以 下 結 論 ：1 )具有 L 2 C碼 的衛(wèi) 星的 L 2載波 的信 噪 比高于沒 有 L 2 C碼 的衛(wèi)星 的 L 2載波的信 噪比 ，L 2載波恢 復的 數(shù) 據(jù) 質 量 更好 。2 )針對 不 同的接 收機 ， 對 比分析 了 C ／ A碼和 L 2 C碼 多 路 徑 效 應 及 觀 測 噪 聲 水 平 發(fā) 現(xiàn) ：對 L E I C AG R Xl 2 0 0 G G 和 T R I MB L ENE T

13、R 5 接 收 機 ，C ／ A 碼 和 L 2 C 碼觀 測噪聲和 多路徑 影響 水平基 本一樣 ，符 合期 望 結果； 而 T R I MB L ENE T R S接 收機 由于在捕 獲 L 2 C信號時未采用 T R I MB L E 接 收機的多路 徑緩解算法 E v e r —e s t ，另外也存在 一些殘 留的捕獲 問題增加 了 L 2 C信 號 的觀測 噪聲 ，使得 L 2 C碼 多路徑 效應及觀 測噪 聲水平 明 顯

14、高 于 C ／ A 碼 。參 考 文 獻 [ 1 ] R i c h a r dD． F o n t a n a ， Wa iC h e u n g ． T o mS t a n s e l 1 ． T h eMo d e r ni z e d( 上接第 7 4頁)參 考 文 獻 [ 1 ]張君 華．大 比例 尺 數(shù) 字 地 形 圖質 量 自動檢 查評 價 系統(tǒng) 的 研 究 與 開發(fā) 【 D ] ． 昆 明 ： 昆明 理 X - 大 學

15、 ， 2 0 0 8[ 2 ] 謝春蓮． 淺談數(shù) 字地形 圖質量評價量化 方法[ J J ． 中國高新技 術 企業(yè) ， 2 0 0 9 ( 8 ) ： 3 9 — 4 0[ 3 ] 周 大 慶 ． 城 市 大 比例 尺 數(shù) 字 測 圖質 量控 制 與 方法 研 究 【 J 】 ． 地 L 2C i v i lS i g n a l [ J ] ． G P SWo r l d ， 2 0 0 1 ． 1 2 ( 9 ) ： 2 83 3C

16、Ri z o s ， M ．Hi g g i n s ， S ．He w i t s o n ． N e wGNS SDe v e l o p m e n t sa n dT h e i rI m p a c to nS u r v e yS e r v i c eP r o v i d e r sa n dS u r v e y o r s [ C ] ．P r o c e e d i n g so fS S C 2 0 0 5S p

17、 a t i a lI n t e l l i g e n c e ， I n n o v a t i o na n dPr a xi s ， 20 0 5王澤民， 邱蕾， 孫偉 ， 等． G P S現(xiàn)代化后 L 2載波的定位精度 研究[ J 】 ． 武漢 大學學報： 信 息科 學版 ， 2 0 0 8 ， 3 3 ( 8 ) ： 7 7 9 — 7 8 2Li l i ~ i n aS t i k e o v ~、 M a r c e

18、 l oC．S a n t os 、 Ri c h a r dB．La n g l e ye ta 1 ．G P SL 2 CS i g n a lQ u a l i t yA n a l y s i s [ C ] ． P r o c e e d i n g so ft h e6 3 r dAn n u a lM e e t i n g ， 2 0 0 7 ， C a m b r i d g e ， M a s s a c h u s

19、 e t t s ： 2 3 2 — 2 41An d r e w S i m s k y , J e a n — M a r i eS l e e wa e g e n ． P i e r r eN e m r ye ta 1 ． S i g —n a lP e r f o r ma n c ea n dM e a s u r e m e n tNo i s eAs s e s s m e n to f t h eF i r s t

20、L 2 CS i g n a l — i n — s p a c e[ C ] ． P r o c e e d i n g so fI E E E ／ I O NP L A NS2 00 6： 8 3 4 — 8 39f t p ： ／ ／ c d d i s a ． g s f c ． n a s a ． g o v ／ g p s ／ d a t a ／ d a i l y ／ r e p o r t s ／ 2 0 0 8 ／ l

21、 2 c— sum —ma r y ． 2 0 0 8 [ E B ／ O L ]E s t e yL ． H ． ， Me e r t e n sC ． M． T E Q C ： t h em u l t i — p u r p o s et o o l k i tf o rG P S ／ G L O N AS Sd a t a [ J ] ． GP SS o l u t i o n s ， 1 9 9 9 ， 3 ( 1 ) ： 4

22、 2 — 4 9BMa l l e n ． P e r s o n a lC o mm u n i c a t i o n 【 M] ．T r i m b l eC a n a d aL t d ，To r o nt o ， Ont a r i o， Ca n a d a ， 20 0 7第 一 作 者 簡 介 ：李 衛(wèi) 軍 ，碩 上 ，助 琿 工 程 師 ，研 究 方 向 為 G P S數(shù) 據(jù)處 理 與 G P S技 術 應 用 、