GPS民用導航電文演變分析＊

唐 曙，易先清，于 凱

（國防科技大學五院信息系統工程重點實驗室，湖南 長沙410073）

0 引 言

導航電文是衛星導航定位系統中定位計算的重要基礎數據之一，導航電文編排的好壞直接關系到系統定位的準確性和定位計算的效率[1]，對整個定位系統的性能影響是很大的，GPS全球定位導航系統一直是國際上GNSS行業內的領跑者，那么其在電文設計上有什么獨到之處？并且隨著系統的更新升級，其在導航電文上的變化對于系統性能的提升主要表現在哪些方面？主要對導航電文NAV（Navigation）、現代化導航電文CNAV（Civil Navigation）、CNAV－2（Civil Navigation 2）3類導航電文的組成、特點以及性能進行了詳細分析，并對上述問題作了一些合理的解答。

1 電文的結構

首先從電文的組成、電文編排結構、電文播發方式、編碼設計這4個方面對GPS的3類電文作了一些簡要的介紹。

1.1 導航電文NAV

如圖1所示，在NAV電文結構中，由5個300 bit的子幀構成一個主幀，再由25個主幀構成一個超幀，總長為37500bit，導航衛星廣播電文的速率為50bps（bit per second），采用按照子幀幀號和頁面號的順序的電文播發方式，全部的電文播發需12.5min。單顆衛星以12.5min的周期向用戶廣播[2－4]，如圖1所 示；NAV 采 用 漢 明 碼 和 BCH 等線性編碼，糾錯能力有限，而且子幀每24位就有6位奇偶校檢碼，這種編碼很大程度上限制了電文內容的編排，靈活性很差[5－7]。

圖1 NAV結構圖

1.2 導航內文CNAV

如圖2所示，CNAV 由64（0～63）個數據塊組成，其中數據塊0為默認數據塊。其中只有14個數據塊定義了具體參數，剩余50個數據塊作為預留。每個數據塊長為300bit，總長為15000bit，導航衛星在L2C頻點上播發速率為25bps，單顆衛星12s播發完畢；……