衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)導(dǎo)航電文結(jié)構(gòu)特點及性能評價

    導(dǎo)航電文是根據(jù)各個監(jiān)測站的原始數(shù)據(jù)，由主控站進行分析處理，生成之后傳送給衛(wèi)星，在衛(wèi)星上進行導(dǎo)航電文的差錯控制、格式編排以及載波調(diào)制等，然后按照一定的順序進行發(fā)送，用戶在接受之后經(jīng)過解碼、譯碼等過程，解析出相關(guān)的導(dǎo)航電文，然后用于導(dǎo)航定位之中，本文通過對導(dǎo)航電文的內(nèi)容和特點，對導(dǎo)航電文的性能進行了有效的評價。

一、導(dǎo)航電文的內(nèi)容

    為了更好地實現(xiàn)對衛(wèi)星的導(dǎo)航定位，導(dǎo)航電文通常包括衛(wèi)星位置、衛(wèi)星時鐘改正、系統(tǒng)時間等一系列的數(shù)據(jù)，它們是導(dǎo)航電文中最基本、最重要的組成部分，而且還必須具有一定的實效性。通常為了提高衛(wèi)星系統(tǒng)的服務(wù)性能，導(dǎo)航電文中還包含衛(wèi)星的工作情況信息，對于衛(wèi)星工作情況的信息，實效性更強，遠遠超過對衛(wèi)星位置數(shù)據(jù)的要求。此外，在導(dǎo)航電文中還有部分衛(wèi)星日程表的數(shù)據(jù)，這為用戶獲取衛(wèi)星信號提供了極大的便利。

二、導(dǎo)航電文的特點

    根據(jù)導(dǎo)航電文獲取內(nèi)容時效性，一般將導(dǎo)航數(shù)據(jù)分為非即時數(shù)據(jù)和即時數(shù)據(jù)，通常用戶接收方希望盡快獲取衛(wèi)星時鐘改正數(shù)據(jù)、衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)等，以便能夠及時對衛(wèi)星進行定位，對于其他方面的數(shù)據(jù)要求則不那么緊迫，因而，從整體上來看，對于不同時效性的數(shù)據(jù)，導(dǎo)航電文都能做到有效的控制和播報。

    其次，導(dǎo)航電文在給用戶提供定位數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，還給用戶提供相應(yīng)的系統(tǒng)時間，一般來說，導(dǎo)航電文是以一定長度的幀為基本單位，向用戶進行發(fā)送，同時，系統(tǒng)時間與幀的發(fā)送時間是相互對照的，用戶在接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)的過程中可以獲得系統(tǒng)時間。在同一個幀中，導(dǎo)航電文的內(nèi)容與系統(tǒng)時間的關(guān)系多種多樣，當關(guān)系不固定時，在每個幀中要給出本幀電文內(nèi)容相關(guān)的標識信息。

    最后，要想確保用戶接收機在獲取衛(wèi)星信號之后，將數(shù)據(jù)進行同步化處理，及時準確地獲取數(shù)據(jù)，這就還需要導(dǎo)航電文提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)同步技術(shù)，利用相關(guān)的檢查糾錯設(shè)備，及時發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸中的偏差，進行糾正和修改，確保導(dǎo)航信息的準確、高速傳遞。

三、導(dǎo)航電文的性能評價

1、數(shù)據(jù)單元的總數(shù)據(jù)量

    一個數(shù)據(jù)單元是指以重復(fù)周期最長的數(shù)據(jù)周期為標準，作為一個計量單位，在這期間所有發(fā)送的數(shù)據(jù)即是總數(shù)據(jù)量，但是由于每個數(shù)據(jù)的重復(fù)周期不一樣，在同一個數(shù)據(jù)單元之內(nèi)，還會存在數(shù)據(jù)多次重發(fā)的現(xiàn)象。因此，在數(shù)據(jù)重復(fù)周期相同時，總數(shù)據(jù)量就會降低，相應(yīng)地導(dǎo)航電文的數(shù)據(jù)發(fā)送率也降低了，這樣可以提高通信數(shù)據(jù)的準確性。

2、用戶接收機的首次定位時間

    對導(dǎo)航性能進行考察時，其中一項很重要的指標就是用戶接收機的首次定位時間。它是指用戶在獲取衛(wèi)星信號之后，從開始接受導(dǎo)航電文到最后準確定位的時間，其中還包括定位的計算時間、對數(shù)據(jù)進行改正的時間等。用戶接收機的首次定位時間是由數(shù)據(jù)的發(fā)送速率、發(fā)送的數(shù)據(jù)量、重復(fù)周期等幾方面共同決定的，但是由于導(dǎo)航電文的結(jié)構(gòu)各一，在計算首次定位時間時方法也不一樣，要注意加強區(qū)分。

3、電文結(jié)構(gòu)的靈活性

    導(dǎo)航電文還具有靈活性的特點，主要是指在電文結(jié)構(gòu)中，一般會預(yù)留一些數(shù)據(jù)空間，用來容納一些突發(fā)的電文信息和內(nèi)容，同時，根據(jù)電文的相關(guān)內(nèi)容，還可以修改電文的更新日期和發(fā)送日期，這些特點都在一定程度上體現(xiàn)了電文結(jié)構(gòu)的靈活性。

4、通信資源的利用率

    通信資源的利用率是衡量通信資源是否合理利用的重要標準，通常用電文中空白的數(shù)據(jù)段所占的數(shù)據(jù)位數(shù)，比上電文的總數(shù)據(jù)量，這主要適用于結(jié)構(gòu)比較固定的導(dǎo)航電文，對于那些數(shù)據(jù)發(fā)送沒有規(guī)律的導(dǎo)航電文來說，要根據(jù)實際情況，進行恰當?shù)奶幚怼?/p>

    本文通過對GPS和GLONASS導(dǎo)航電文的性能進行調(diào)查分析，從以上幾個方面對GPS和GLONASS導(dǎo)航電文的性能進行對比，得出了GPS在總數(shù)據(jù)量上較GLONASS數(shù)據(jù)量大，首次定位時間速率也比較快，對于通信資源的利用率也比較高等諸多的優(yōu)勢，是一種比較好的導(dǎo)航電文結(jié)構(gòu)。GLONASSS導(dǎo)航電文結(jié)構(gòu)要不斷改進自身的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)，不斷提升自身的導(dǎo)航性能。如下圖表1所示。

表1 導(dǎo)航電文的性能評價

總結(jié)：

    本文通過對衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航電文的內(nèi)容、特點進行介紹，從數(shù)據(jù)單元的總數(shù)據(jù)量、用戶接收機的首次定位時間、電文結(jié)構(gòu)的靈活性、通信資源的利用率等幾個方面對導(dǎo)航電文進行性能評價。隨著衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的不斷發(fā)展，導(dǎo)航電文所包括的內(nèi)容、電文的結(jié)構(gòu)也會發(fā)生相應(yīng)的變化，因此，要注重對性能評估方法的不斷更新和改進。

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