gps的測距碼共有兩種，分別是c/a碼（粗碼）和p碼（精碼）,皆屬偽隨機(jī)噪聲碼。
一、偽隨機(jī)噪聲碼
（一）碼的基本概念
為了表達(dá)各種不同信息，在現(xiàn)代數(shù)字通信中，廣泛采用二進(jìn)制數(shù)及其組合。這種表達(dá)不同信息的二進(jìn)制數(shù)組合，就稱為碼（code）。將文字，圖像、聲音等信息，按照一定規(guī)則，表示為二進(jìn)制數(shù)組合，這個過程叫編碼（coding）。
一位二進(jìn)制數(shù)稱為一個比特（bit）或一個碼元。在信息傳播的過程中，每秒傳輸?shù)谋忍財?shù)稱為比特率，單位是bit/s，或者用bps（bit per second）表示。
（二）隨機(jī)噪聲碼及其自相關(guān)性
碼是一組二進(jìn)制數(shù)組合的數(shù)字序列，它可以表達(dá)為取值0或1的時間的函數(shù)u（t）。如果假設(shè)一組碼序列u（t），對于任何時刻來說，碼元為0或1完全是隨機(jī)的，概率均為1/2。這種完全無規(guī)律的碼序列就稱為隨機(jī)噪聲碼（random noice）。這種不可復(fù)制的，非周期性的碼序列具有良好的自相關(guān)性。
為了說明隨機(jī)噪聲碼的自相關(guān)性，現(xiàn)將隨機(jī)碼序列平移k個碼元，由此獲得一個新的隨機(jī)序列。如果在兩個碼序列對應(yīng)碼元中，相同的碼元個數(shù)為au，不同的碼元個數(shù)為bu，則隨機(jī)碼序列的自相關(guān)系數(shù)（related function）r（t）為
顯然，當(dāng)k＝0時，也就是不平移時，這時相應(yīng)的碼元完全對齊，即bu＝0，r（t）＝1；當(dāng)k≠0時，如果碼元數(shù)充分大，便有au≈bu，這時r（t）≈0。由此可知，只要觀察自相關(guān)系數(shù)r（t）的取值，即可判斷兩個隨機(jī)碼序列是否已經(jīng)對齊。
根據(jù)以上論述，假如gps衛(wèi)星發(fā)射一組隨機(jī)噪聲序列，而與此同時gps接收機(jī)也復(fù)制出一組結(jié)構(gòu)與之完全相同的隨機(jī)噪聲序列。由于信號在傳播路徑上的時間延遲（time delays），兩組隨機(jī)噪聲序列與之間產(chǎn)生平移，假設(shè)錯開了k個碼元，這時r（t）≈0。如果通過一個延遲器調(diào)整，使之與完全對齊，相關(guān)系數(shù)達(dá)到最大，即r（t）＝1，這時就可以根據(jù)平移量k推算信號在傳播路徑上耗費的時間，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為gps衛(wèi)星到測站的距離。這就是gps測距碼實現(xiàn)測距的基本原理。
（三）偽隨機(jī)噪聲碼及其產(chǎn)生
實際應(yīng)用中的測距碼并不是隨機(jī)噪聲碼，而是偽隨機(jī)噪聲碼（prn－pseudo random noice），簡稱偽隨機(jī)碼。偽隨機(jī)碼具有某種確定的編碼規(guī)則，存在周期性，可以很方便的復(fù)制。同時，它還具有類似于隨機(jī)噪聲碼的較好的自相關(guān)性。
偽隨機(jī)碼的產(chǎn)生，一般由一種叫“反饋移位寄存器”（feedback shift register）的裝置來操控。如上圖所示，這是一個四級反饋移位寄存器，當(dāng)一個鐘脈沖進(jìn)入寄存器以后，該移位寄存器每個存儲單元的內(nèi)容，都依次轉(zhuǎn)移到下一個存儲單元，最后一個單元的內(nèi)容就成為輸出碼元。例如，寄存器開始工作時，由置1脈沖的作用，所有存儲單元的內(nèi)容全部為1。此后，在鐘脈沖的作用下，存儲單元1的內(nèi)容傳遞給存儲單元2，與此同時，存儲單元3和寄存儲單元4的內(nèi)容作模二相加（modulo-2 sum），其結(jié)果作為輸入，反饋給在存儲單元1。存儲單元2的內(nèi)容傳遞給存儲單元3，存儲單元3的內(nèi)容傳遞給存儲單元4，存儲單元4的內(nèi)容輸出。此后，在鐘脈沖的驅(qū)動下，由于存儲單元不能全部為0，因此寄存器將經(jīng)歷15種不同狀態(tài)。于是該偽隨機(jī)碼序列將包含15個碼元，其分布如下表所示。
當(dāng)然，碼序列的產(chǎn)生也可以選擇其它的反饋方式，以上介紹的是④⊕③的反饋方式，還可以是①⊕④等其他方式。一般說來，對于一個r級反饋移位寄存器來說，它可能經(jīng)歷的狀態(tài)有
nu是碼序列的長度，如果每個鐘脈沖的時間周期為tu，則該碼序列的最大周期為
以上所舉的例子r＝4，屬于周期較短的偽碼。在gps測距這樣的應(yīng)用中，為了保證測量精度還需要周期更長，結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的偽隨機(jī)噪聲碼。
二、c/a碼和p碼
c/a碼和p碼作為gps的測距碼，其碼序列的結(jié)構(gòu)和規(guī)律都比較復(fù)雜，這里不作詳細(xì)介紹，只簡單說明這兩種測距碼的性質(zhì)和基本特點
（一）c/a碼
c/a碼是由兩個十級反饋移位寄存器的輸出信號相組合而產(chǎn)生。
經(jīng)過不同的組合計算，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)相異的c/a碼，不同的gps衛(wèi)星使用不同的c/a碼。這些c/a碼雖然結(jié)構(gòu)不同，但基本特征參數(shù)是一致的。
碼長nu＝210－1＝1023碼元
碼元周期tu≈0．97752μs（相應(yīng)距離為293.1m）
周期tu＝1ms
數(shù)碼率＝1．023mbit/s
由于c/a碼的碼長較短，容易捕獲，且能通過c/a碼提供的信息方便地捕獲p碼，故c/a碼又稱捕獲碼。
c/a碼的碼元寬度（碼元周期或相應(yīng)距離）較大，假如碼序列的對齊誤差為碼元寬度的1/100，則相應(yīng)的測距誤差為2.9m。
（二）p（y）碼
p碼產(chǎn)生的基本原理與c/a碼相似，它的發(fā)生電路，是由兩個十二級反饋移位寄存器構(gòu)成。在頻率f2＝f0＝10．23mhz鐘脈沖的驅(qū)動下，這兩個寄存器產(chǎn)生的兩組碼序列x1（t）和x2（t），這兩組碼序列x1（t）和x2（t）模二相加形成p碼。即
x（t）＝x1（t）x2i [t－itu]
其中，i為1到37之間的一個整數(shù)，tu表示p碼元周期，這樣就產(chǎn)生37個互異的p碼相位。其中32個分給不同的衛(wèi)星使用，5個部分給地面監(jiān)控系統(tǒng)使用。
碼長nu≈2.35×1014碼元
碼元周期tu≈0.097752μs（相應(yīng)距離為29.3m）
周期tu≈267天
數(shù)碼率＝10.23mbit/s
p碼的頻率更高，碼元單位周期較小，假如碼序列的對齊誤差為碼元寬度的1/100，則相應(yīng)的測距誤差為0．29m。這個誤差僅為c/a碼的1/10，故p碼又稱精碼。