10.GPS卫星导航电文
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① 第1和第2bit为电文识别（DATA ID）。当DATA ID为“00”时，它是GPS实验卫星的数据格式； 当为“01”时，它是GPS工作卫星的数据格式；
② 第3~8bit为卫星识别（SV ID）。对于含有历书 数据的各个页面，SV ID的编号对于该颗GPS卫 星的伪燥声码之相位偏差系数；对于其余各个也 面，SV ID相当于页面识别符。
由于每个子帧持续时间为6s，所以下一子帧 开始的时间为6×Zs。
如图10-4所示，Z计数乘6秒后即为下一子帧 的前沿所对应的GPS时。
图10-5 Z计数与GPS时对应关系图
转换码的第18bit表明卫星注入电文后是否发生 滚动动量矩缺载现象；
第19bit用于指示数据帧的时间是否与P码子码 X1的钟信号同步；
子帧1、2、3与子帧4、5的每一页均构成一个 主帧，即一段完整的导航电文包含25个主帧， 由 于 一 个 主 帧 的 长 度 为 1500bit ， 故 电 文 共 有 37500bit。
第1、2、3子帧每30s重复一次，内容每小时更 新一次。
第4、5子帧的全部信息则需要750s才能够传送 完，然后再重复之，其内容仅在卫星注入新的 导航数据后才得以更新。
1-17
Z计数
18
19 20-22
滚动动量矩 数据帧的时间 子帧 是否缺载 是否同步 识别标志
23-24 25-30 bit
连接码 奇偶检验码
图10-4
转换码的第1~17bit表示Z计数，它实际上是 一个时间计数，它以从每星期起始时刻开 始播发的D码子帧数为单位，给出了一个子 帧开始瞬间的GPS时间。
导航电文是二进制码，依规定格式组成，按帧 向外播送。
它的基本单位是长1500bit的一个主帧。由于播 送速率为50bit/s，所以播送一帧电文的时间需 要 30s。
1个主帧
1个子帧 1个字码
图10-1 卫星电文的基本构成
如图10-1所示，一个主帧包括5个子帧，第1、2、 3子帧各有10个字码，每个字码有30bit，故每 一子帧共占300bit，其持续播送的时间为6s。 第4、5子帧各含25页。
式中：a0（时间偏差），a1（频率偏差系数），a2（漂移系数）
五、第二数据块
包含在第2和第3子帧中的第3~10个字码。
其内容表示GPS卫星的星历。星历参数分位 以下三类：
1. 开普勒六参数： a,e,i0,0,, M0
2. 轨道摄动九参数： n, , i, Cuc , Cus , Crc , Crs , Cic , Cis
图10-2 一帧导航电文的内容
二、遥测码
每个子帧的第1个字码为遥测码（TLW）,其 主要作用是指明卫星注入数据的状态。
遥测码开头的8个bit是同步码，作为识别电
文内容的先兆，致使用户易于解释导航电
文 1-8
9-22 23-24 25-30 bit
同步码 遥测电文 连接码 奇偶检验码
遥测码
图10-3
24页面第1~24页面给出第1~24颗卫星的历书； 第25页面给出第1~24颗卫星健康状况和星期编
号，当指示卫星状况的6bit全部是1时，则表示 该卫星工作不正常，而不能用于导航定位测量。
在第三数据块中，第4和第5子帧每个页面第3字 码，其开始的8bit是识别字符，且分成两种形式：
为了消除相对论效应的影响，将卫星时钟的 10.23MHz减小到10.2999999545MHz的实际频率。 虽经过这种改正，但相对论效应所产生的时间 偏移并非常数，加上时钟自身的误差，卫星时 钟还需加以改正，其值为
tS a0 a1(t toc ) a2 (t toc )2 （10-3）
第20~22bit是子帧识别标志； 第23~24bit是无意义的连接码； 第25~30bit是奇偶检验码。
四、第一数据块
第一数据块位于第1子帧的第3~10字码，它的 主要内容包括：
① 标识码，时延差改正。 ② 星期序号。 ③ 卫星的健康状况。 ④ 数据时钟改正系数
⑤ 第一数据块参数列表（具体可参考下图）
• 卫星时钟改正
GPS采用了GPS星期和GPS时间系统（时系）。 GPS时系是以地面监控系统主控站的主（原子） 钟为基准的连续时间尺度。由于UTC时间的跳秒 和主控站主钟的不稳定性，GPS时间和UTC时间之 间存在着变化差值。
它由地面监控系统予以检测，其大小用导航 电文播发给广大用户。
另外由于相对论效应，卫星时钟比地面时钟 走得快，每秒约差448ps（10-12s）。
随后的14个bit是遥测码的电文，其内容包 括控制站注入数据时的状态、诊断信息和 其他信息。
接下来是2个无信息意义的连接码和6个奇偶 校验码。 1-8 9-22 23-24 25-30 bit
同步码 遥测电文 连接码 奇偶检验码
遥测码
图10-3
三、转换码（HOW）
每个子帧第2个字码转换码（HOW）。其作 用是提供帮助用户从所捕获的C/A码转换到 P码的Z计数。
相对论效应
就是一切都是相对的，包括时间和空间，速度 增大，也就是空间速度增加时间速度就会减少， 体积也会减少，另外你喜欢做一个事情的时候 时间会变快，否则时间会减慢，你认为一个东 西存在实际上它仅仅是对你存在，并不等于比 尔讷也可以看到同样的东西。
如果你以光速飞行，对你来说时间就会静止， 你自己的身高就会变为零；如果你超光速飞行， 时间就会倒退。
第4子帧
第2，3，4，5，7，8，9，10页面提供25~32颗 卫星的历书；
第17页面提供专用电文， 第18页面给出电离层改正模型参数和UTC数据； 第25页面提供所有卫星的型号、防电子对抗特
征符和第25~32颗卫星的健康状况； 第1，6，11，12，16，19，20，21，22，23，
星钟数据龄期AODC
时钟改正数的外推时间间隔，它向用户指明 对卫星时钟改正数的置信度。
AODC toc tl
（10-2）
式中，toc为第一数据块的参考时刻； tl是计算时钟改正参数所作测量的最后观测时间。
星期序号 WN
表示从1980年1月6日子夜零点（UTC）起算 的星期数，即GPS星期数。
3. 时间二参数：
toe , AODE
轨道参数的意义如下图4-6和4-7所示：
图10-6 轨道参数及含义
图10-7 轨道参数及取值
六、第三数据块
包括第4和第5两个子帧，其内容包括了所有的GPS卫 星的历书数据。
卫星历书数据的内容实际上是数据块1和数据块2中参 数的截断形式，它对用户提供低精度的卫星位置、钟 改正参数、卫星工作状态和卫星识别标志等信息，用 以帮助用户直接捕获卫星信号，及选择最合适的GPS 卫星进行观测。与块1、2不同的是，第4、5子帧中交 替出现25次，每次包括不同卫星的历书数据，一共要 750秒才重复出现一次，完整地内容分25次（亦或25页） 完成。
第十讲 GPS导航电文
01 基本构成 02 遥测码（TLW） 03 转换码（HOW） 04 第一数据块 05 第二数据块 06 第三数据块
一、基本构成
GPS卫星导航电文包括卫星星历、时钟改正 参数、电离层延迟改正参数、工作状态信息， 以及由C/A码确定P码信号时的交接码等参 数。
卫星电文又叫数据码（D码）。 是利用GPS进行定位、导航的数据基础。
第一数据块参数列表
时延差改正Tgd
表示信号在卫星内部的时延差（TP1-TP2）， 即P1(y1),P2(y2)码从产生到卫星发射天线所走时间 的差异。
Tgd Tp1 Tp2
（10-1）
当使用单频接受机时，用Tgd改正所观测的结果， 以减小电离层效应影响，从而提高定位精度；
当采用双频接受机时，就不必要采用这个延时 差改正。
② 第3~8bit为卫星识别（SV ID）。对于含有历书 数据的各个页面，SV ID的编号对于该颗GPS卫 星的伪燥声码之相位偏差系数；对于其余各个也 面，SV ID相当于页面识别符。
由于每个子帧持续时间为6s，所以下一子帧 开始的时间为6×Zs。
如图10-4所示，Z计数乘6秒后即为下一子帧 的前沿所对应的GPS时。
图10-5 Z计数与GPS时对应关系图
转换码的第18bit表明卫星注入电文后是否发生 滚动动量矩缺载现象；
第19bit用于指示数据帧的时间是否与P码子码 X1的钟信号同步；
子帧1、2、3与子帧4、5的每一页均构成一个 主帧，即一段完整的导航电文包含25个主帧， 由 于 一 个 主 帧 的 长 度 为 1500bit ， 故 电 文 共 有 37500bit。
第1、2、3子帧每30s重复一次，内容每小时更 新一次。
第4、5子帧的全部信息则需要750s才能够传送 完，然后再重复之，其内容仅在卫星注入新的 导航数据后才得以更新。
1-17
Z计数
18
19 20-22
滚动动量矩 数据帧的时间 子帧 是否缺载 是否同步 识别标志
23-24 25-30 bit
连接码 奇偶检验码
图10-4
转换码的第1~17bit表示Z计数，它实际上是 一个时间计数，它以从每星期起始时刻开 始播发的D码子帧数为单位，给出了一个子 帧开始瞬间的GPS时间。
导航电文是二进制码，依规定格式组成，按帧 向外播送。
它的基本单位是长1500bit的一个主帧。由于播 送速率为50bit/s，所以播送一帧电文的时间需 要 30s。
1个主帧
1个子帧 1个字码
图10-1 卫星电文的基本构成
如图10-1所示，一个主帧包括5个子帧，第1、2、 3子帧各有10个字码，每个字码有30bit，故每 一子帧共占300bit，其持续播送的时间为6s。 第4、5子帧各含25页。
式中：a0（时间偏差），a1（频率偏差系数），a2（漂移系数）
五、第二数据块
包含在第2和第3子帧中的第3~10个字码。
其内容表示GPS卫星的星历。星历参数分位 以下三类：
1. 开普勒六参数： a,e,i0,0,, M0
2. 轨道摄动九参数： n, , i, Cuc , Cus , Crc , Crs , Cic , Cis
图10-2 一帧导航电文的内容
二、遥测码
每个子帧的第1个字码为遥测码（TLW）,其 主要作用是指明卫星注入数据的状态。
遥测码开头的8个bit是同步码，作为识别电
文内容的先兆，致使用户易于解释导航电
文 1-8
9-22 23-24 25-30 bit
同步码 遥测电文 连接码 奇偶检验码
遥测码
图10-3
24页面第1~24页面给出第1~24颗卫星的历书； 第25页面给出第1~24颗卫星健康状况和星期编
号，当指示卫星状况的6bit全部是1时，则表示 该卫星工作不正常，而不能用于导航定位测量。
在第三数据块中，第4和第5子帧每个页面第3字 码，其开始的8bit是识别字符，且分成两种形式：
为了消除相对论效应的影响，将卫星时钟的 10.23MHz减小到10.2999999545MHz的实际频率。 虽经过这种改正，但相对论效应所产生的时间 偏移并非常数，加上时钟自身的误差，卫星时 钟还需加以改正，其值为
tS a0 a1(t toc ) a2 (t toc )2 （10-3）
第20~22bit是子帧识别标志； 第23~24bit是无意义的连接码； 第25~30bit是奇偶检验码。
四、第一数据块
第一数据块位于第1子帧的第3~10字码，它的 主要内容包括：
① 标识码，时延差改正。 ② 星期序号。 ③ 卫星的健康状况。 ④ 数据时钟改正系数
⑤ 第一数据块参数列表（具体可参考下图）
• 卫星时钟改正
GPS采用了GPS星期和GPS时间系统（时系）。 GPS时系是以地面监控系统主控站的主（原子） 钟为基准的连续时间尺度。由于UTC时间的跳秒 和主控站主钟的不稳定性，GPS时间和UTC时间之 间存在着变化差值。
它由地面监控系统予以检测，其大小用导航 电文播发给广大用户。
另外由于相对论效应，卫星时钟比地面时钟 走得快，每秒约差448ps（10-12s）。
随后的14个bit是遥测码的电文，其内容包 括控制站注入数据时的状态、诊断信息和 其他信息。
接下来是2个无信息意义的连接码和6个奇偶 校验码。 1-8 9-22 23-24 25-30 bit
同步码 遥测电文 连接码 奇偶检验码
遥测码
图10-3
三、转换码（HOW）
每个子帧第2个字码转换码（HOW）。其作 用是提供帮助用户从所捕获的C/A码转换到 P码的Z计数。
相对论效应
就是一切都是相对的，包括时间和空间，速度 增大，也就是空间速度增加时间速度就会减少， 体积也会减少，另外你喜欢做一个事情的时候 时间会变快，否则时间会减慢，你认为一个东 西存在实际上它仅仅是对你存在，并不等于比 尔讷也可以看到同样的东西。
如果你以光速飞行，对你来说时间就会静止， 你自己的身高就会变为零；如果你超光速飞行， 时间就会倒退。
第4子帧
第2，3，4，5，7，8，9，10页面提供25~32颗 卫星的历书；
第17页面提供专用电文， 第18页面给出电离层改正模型参数和UTC数据； 第25页面提供所有卫星的型号、防电子对抗特
征符和第25~32颗卫星的健康状况； 第1，6，11，12，16，19，20，21，22，23，
星钟数据龄期AODC
时钟改正数的外推时间间隔，它向用户指明 对卫星时钟改正数的置信度。
AODC toc tl
（10-2）
式中，toc为第一数据块的参考时刻； tl是计算时钟改正参数所作测量的最后观测时间。
星期序号 WN
表示从1980年1月6日子夜零点（UTC）起算 的星期数，即GPS星期数。
3. 时间二参数：
toe , AODE
轨道参数的意义如下图4-6和4-7所示：
图10-6 轨道参数及含义
图10-7 轨道参数及取值
六、第三数据块
包括第4和第5两个子帧，其内容包括了所有的GPS卫 星的历书数据。
卫星历书数据的内容实际上是数据块1和数据块2中参 数的截断形式，它对用户提供低精度的卫星位置、钟 改正参数、卫星工作状态和卫星识别标志等信息，用 以帮助用户直接捕获卫星信号，及选择最合适的GPS 卫星进行观测。与块1、2不同的是，第4、5子帧中交 替出现25次，每次包括不同卫星的历书数据，一共要 750秒才重复出现一次，完整地内容分25次（亦或25页） 完成。
第十讲 GPS导航电文
01 基本构成 02 遥测码（TLW） 03 转换码（HOW） 04 第一数据块 05 第二数据块 06 第三数据块
一、基本构成
GPS卫星导航电文包括卫星星历、时钟改正 参数、电离层延迟改正参数、工作状态信息， 以及由C/A码确定P码信号时的交接码等参 数。
卫星电文又叫数据码（D码）。 是利用GPS进行定位、导航的数据基础。
第一数据块参数列表
时延差改正Tgd
表示信号在卫星内部的时延差（TP1-TP2）， 即P1(y1),P2(y2)码从产生到卫星发射天线所走时间 的差异。
Tgd Tp1 Tp2
（10-1）
当使用单频接受机时，用Tgd改正所观测的结果， 以减小电离层效应影响，从而提高定位精度；
当采用双频接受机时，就不必要采用这个延时 差改正。