導(dǎo)航電文又稱為數(shù)據(jù)碼(data message),就是包含衛(wèi)星星歷(satellite vehicle ephemeris)、衛(wèi)星工作狀態(tài)(satellite vehicle heath)、系統(tǒng)時間(system time)、時鐘改正參數(shù)(clock correction parameters)、軌道攝動改正(perturbed orbit correction parameters)、電離層折射參數(shù)(ionospheric delay model parameters)等信息的一組二進(jìn)制碼。
一、導(dǎo)航電文的格式
導(dǎo)航電文是具有一定規(guī)則格式的二進(jìn)制碼,按幀(frame)向用戶廣播。每幀電文含有1500比特,傳輸數(shù)碼率為50bps,播送一幀數(shù)據(jù)需要30秒。
如圖所示,每幀電文包括5個子幀(subframe),每個子幀有300比特,其播發(fā)時間為6秒。其中子幀4、5各包含25頁,子幀1、2、3與子幀4、5的每一頁,均構(gòu)成完整的一幀。子幀1、2、3的內(nèi)容每小時更新,而子幀4、5的內(nèi)容僅在衛(wèi)星注入新的數(shù)據(jù)后才得以更新。導(dǎo)航電文全部播發(fā)完畢需要12.5分鐘。
二、導(dǎo)航電文的基本內(nèi)容
各子幀的主要內(nèi)容包括:
●遙測字(tlm-telemetry word)
遙測字位于各子幀的開頭,它包含的同步信號,為各子幀提供一個同步的起點(diǎn),以便解譯導(dǎo)航電文的內(nèi)容。
●交接字(how-h(huán)and over word)
交接字在子幀中的位置緊接著tlm,主要是向用戶提供用于捕獲p碼的z計(jì)數(shù)(z counter)。通過how可以實(shí)時了解觀測瞬間在p碼周期中的位置,以便迅速捕獲p碼。
●數(shù)據(jù)塊ⅰ
數(shù)據(jù)塊ⅰ包含子幀1的內(nèi)容,包括衛(wèi)星鐘改正參數(shù)、星期的編號(week number)和衛(wèi)星工作狀態(tài)信息。
●數(shù)據(jù)塊ⅱ
數(shù)據(jù)塊ⅱ包含子幀2、3的內(nèi)容,此數(shù)據(jù)塊稱為衛(wèi)星星歷,主要向用戶提供有關(guān)計(jì)算衛(wèi)星在軌位置的信息。它包括參考?xì)v元及其相應(yīng)的攝動軌道參數(shù)和數(shù)據(jù)齡期(aodo-age of data offset)。
●數(shù)據(jù)塊ⅲ
數(shù)據(jù)塊ⅲ包含子幀4、5的內(nèi)容,包括衛(wèi)星的導(dǎo)航信息、工作狀態(tài)信息、星座歷書(almanac)以及電離層改正參數(shù)。
三、導(dǎo)航電文的主要參數(shù)
(一),數(shù)據(jù)塊ⅰ的主要參數(shù)
數(shù)據(jù)塊ⅰ的各項(xiàng)參數(shù):
星期編號,表示現(xiàn)時的星期周數(shù),它是從1980年1月6日協(xié)調(diào)時子夜零時起算的。
衛(wèi)星精度,為非特許用戶提供該衛(wèi)星的測距精度,取值范圍為0~15。例如,當(dāng)它等于0時,測距精度在0~2.4m,等于10時,測距精度在192.0~384.0m.。這個精度指標(biāo)不包含用戶設(shè)備與信號傳播的誤差。
衛(wèi)星健康狀態(tài),表示衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)正確與否。比如其中有一個字概述衛(wèi)星導(dǎo)航數(shù)據(jù)正確與否,它可取值0或1,0表示導(dǎo)航數(shù)據(jù)正確;1表示某些或者全部導(dǎo)航數(shù)據(jù)錯誤。
衛(wèi)星鐘參數(shù)發(fā)布,可以便于用戶發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星鐘參數(shù)的更新情況。
衛(wèi)星鐘參考?xì)v元,表示數(shù)據(jù)塊ⅰ的基準(zhǔn)時間,衛(wèi)星鐘差參考時刻。
衛(wèi)星鐘差改正參數(shù),用來對衛(wèi)星鐘鐘差進(jìn)行改正。
(二),數(shù)據(jù)塊ⅱ的主要參數(shù)
數(shù)據(jù)塊ⅱ包含2、3子幀,主要用來計(jì)算衛(wèi)星的在軌位置。
數(shù)據(jù)塊ⅱ的大部分參數(shù)是用來計(jì)算衛(wèi)星攝動軌道的,表中的最后三個參數(shù):
衛(wèi)星星歷參考?xì)v元,是衛(wèi)星星歷參數(shù)的參考時間。從每周六∕周日子夜零時起算,取值范圍為0~604800。
星歷參數(shù)發(fā)布,可以便于用戶發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星星歷參數(shù)的更新情況。
星歷數(shù)據(jù)齡期,它表示最后一次更新數(shù)據(jù)的時間到參考?xì)v元toe之間的時間差,便于用戶確認(rèn)導(dǎo)航電文改正參數(shù)的時效(validity time)。取值范圍0~31,每個刻度值等于900秒,因此aodo的實(shí)際值變化于0~27900秒。
(三),數(shù)據(jù)塊ⅲ的主要參數(shù)
數(shù)據(jù)塊ⅲ包含4、5子幀共50頁的內(nèi)容。其主要內(nèi)容是其他衛(wèi)星的衛(wèi)星歷書(包括子幀4的2-5頁,7-10頁和子幀5的1-24頁)。歷書類似于星歷,也可用來做衛(wèi)星定軌以及鐘差改正,只是它所含的參數(shù)更少些,定軌精度較星歷為低,更新速度也較遲緩。另外,在子幀4的第18頁包含有電離層改正和協(xié)調(diào)世界時的有關(guān)參數(shù)。