卫星导航定位——卫星信号基础
1. 多址接入技术
无线电通信中，多用户同时通过同一个基站和其他用户进行通信，必须对不同用户和基站发出的信号赋予不同特征。
① 频分多址FDMA：以不同频率信道实现通信
把信道频带分割为若干更窄的互不相交的频带(称为子频带)，把每个子频带分给一个用户专用(称为地址)。 GLONASS卫星星座
② 时分多址TDMA：以不同时间片实现通信
允许多个用户在不同的时间片(时隙)来使用相同的频率。用户迅速的传输，一个接一个，每个用户使用他们自己的时间片，这允许多用户共享同样的传输媒体。
③ 码分多址CDMA：以不同的代码序列实现通信
利用码序列相关性实现多址通信，其基本思想是靠不同的地址码来区分地址。每个配有不同的地址码，用户所发射的载波(同一载波)既受基带数字信号调制，又受地址码调制，接收时只有确知其配给地址码的接收机，才能解调出相应的基带信号，而其他接收机因地址码不同，无法解调出信号。
GPS、BDS、GALILEO卫星星座
④ 空分多址SDMA：以不同方位信息实现通信
2.伪随机码Pseudo Random Code
- 随机噪声码／随机码：随机排列完全无规律的二进制码序列(每一位数是0或者1完全随机)，随机产生，难以复制。
- 伪随机噪声码／伪随机码：按一定规律排列，可以复制的周期性的二进制序列，具有类似于随机噪声码的自相关特性。相关性的好坏，对提高利用卫星码信号进行测距的精度，极其重要！
- 伪随机码表示形式 ：
- 二进制数序列。 采用模二相加规则：1⊕1=0，1⊕0=1，0⊕1=1，0⊕0=0
- 信号波形：幅度为1的矩形信号波形表示，波形1表示二进制0，波形-1表示二进制1， 采用矩形波相乘规则-1×-1=0，-1×1=-1，1×-1=-1，1×1=1
- 码元/比特：一位二进制数，是码的度量单位
- 码宽：每个码元持续的时间或对应的距离
- 码速率：每秒输出的码元个数，bps
3. M序列
GPS卫星所用的伪随机码是一种M序列，它由一个“多级反馈移位寄存器”(抽头式反馈移位寄存器)产生的。
➢ 移位寄存器由一组连接在一起的存储单元组成，每个存储单元只有0或1两种状态。
➢ 移位寄存器的控制脉冲有两个：钟脉冲和置1脉冲。
➢ 移位寄存器是在钟脉冲的驱动和置1脉冲的作用下工作。
假设移位寄存器是由4个存储单元组成的四级反馈移位寄存器。开始时，先由置1脉冲将所有寄存器存储单元设置为1，当钟脉冲加到该移位寄存器后，每个存储单元的内容都顺序地由上一单元转移到下一单元，且单元3和单元4的内容进行模二相加后反馈给第一个单元作为输入，最后一个存储单元的内容为输出形成周期性的M二进制序列。M序列的相关特性包括自相关特性和互相关特性。
4.导航电文
卫星导航定位是基于被动式定位原理，接收机只需接收来自卫星发送的导航定位信号，测量接收机与卫星之间的距离，利用导航电文提供的动态已知点，进而解算出用户接收机位置。
卫星导航电文是以二进制码的形式发送给用户的数据码，主要包括获取、定位、改正、导测和辅助电文，其主要作用如下：
① 获取电文:引导用户易于解调卫星导航电文
② 定位电文:为用户提供导航定位所需的卫星在轨实时位置和星钟参数
③ 改正电文:为用户实现单机定位提供差分测量改正等数据
④ 导测电文:指明在轨导航卫星及其导航电文的可用性
⑤ 辅助电文:指明在轨导航卫星的伪距可达精度和卫星导航信号变化情况