L2C (1227.6 MHz)
L2C là tín hiệu GPS dân sự thứ hai, được thiết kế đặc biệt để đáp ứng nhu cầu thương mại. Khi kết hợp với L1C/A trong một máy thu hai tần số, L2C cho phép chỉnh tầng điện ly, một kỹ thuật làm tăng độ chính xác. Dân thường với máy thu GPS tần số kép được hưởng các chính xác giống như quân đội (hoặc tốt hơn).
Trong quá trình hiện đại hóa tín hiệu GPS, đã có ý kiến cho rằng nên trộn mã C/A vào sóng tải L2 là đơn giản nhất. Mã C/A được đề xuất vào những năm 1970. Nó là mã rất ngắn phù hợp với công nghệ thu nhận dữ liệu vào lúc bấy giờ. Với sự tiến bộ vượt bậc trong thế kỷ 21, hiện nay một mã dài có thể thu nhận một cách nhanh chóng bằng một số lượng lớn các bộ tương quan số. Vì vậy mã C/A cũ nên được thay thế bằng một mã hiện đại tốt hơn cho những đòi hỏi của các ứng dụng mới và thách thức hơn.
Cấu trúc tín hiệu L2C chia tín hiệu dân sự được truyền đi thành hai thành phần có năng lượng như nhau, một thành phần có chứa dữ liệu còn thành phần kia thì không. Trong khi đó mã L1 C/A đặt tất cả năng lượng tín hiệu dân sự vào một
30
mã duy nhất có chứa dữ liệu. Vì vậy mức năng lượng mã C/A tham khảo là 0.0dB cho kênh dữ liệu và không có năng lượng cho kênh không dữ liệu. Hai thành phần tín hiệu L2C có một nửa năng lượng tổng cộng, hay -3dB. Mặc dù năng lượng L2C cho dữ liệu chiếm một nửa ngưỡng phục hồi dữ liệu của nó là 5dB tốt hơn mã C/A.
Hình 2.3: Sơ đồ tạo mã L2C trên vệ tinh Block IIR-M
L5 (1176.45 MHz)
L5 là các tín hiệu GPS dân sự thứ ba, được thiết kế để đáp ứng yêu cầu đòi hỏi cho sự an toàn của cuộc sống vận chuyển và ứng dụng hiệu năng cao khác. Tín hiệu L5 được phát sóng bắt đầu từ các vệ tinh IIF đầu tiên, và tín hiệu bản demo sẽ được với IIR-M vệ tinh. Nó có tính năng công suất cao hơn, và có một băng thông rộng hơn. Bởi vì các tần số thấp hơn, người sử dụng trong nhà cũng có thể được tăng cường tiếp nhận.
Máy bay trong tương lai sẽ sử dụng L5 kết hợp với L1 C / A để cải thiện độ chính xác (thông qua điều chỉnh tầng điện ly) và mạnh mẽ (thông qua tín hiệu dư thừa).
31
Ngoài việc tăng cường an toàn, L5 sử dụng sẽ làm tăng công suất và hiệu suất nhiên liệu trong không phận Mỹ, đường sắt, đường thủy, và đường cao tốc.
Hình 2.4: Sơ đồ tạo tín hiệu L5 trên vệ tinh Block IIF
Tín hiệu L5 phát trên tần số 1175.45M MHz. Mã g1 được điều biến với dữ liệu hàng hải (NAV) và số hiệu chỉnh sai số trước (FEC). Thông báo hàng hải đòi hỏi tốc độ 50bps, nhưng FEC cần 100 ký hiệu trên 1 giây. Cả hai mã có độ dài 10.230 chip, và được truyền đi ở tốc độ 10.23 Mcps. Các mã Neumann-Hoff (NH) đều được điều biến vào g1 và g2 với mục đích là làm gia tăng chiều dài của mã g1 từ 10.230 chip lên 102300 chip, mã g2 từ 1.230 chip lên 204600 chip.
L1C (1575.42 MHz)
L1C là tín hiệu GPS dân sự thứ tư, được thiết kế để cho phép khả năng tương tác giữa GPS và hệ thống định vị vệ tinh quốc tế. L1C sẽ phát sóng ở tần số giống với tín hiệu L1 C/A.
Hoa Kỳ và Châu Âu ban đầu phát triển L1C như một tín hiệu dân sự chung cho GPS và Galileo. Hệ thống vệ tinh Nhật Bản (QZSS) và hệ thống Beidou của Trung Quốc cũng đang áp dụng các tín hiệu L1C.