7. Ý nghĩa khoa học:
2.3. HỆ THỐNG VỆ TINH GPS
2.3.3. Tín hiệu GPS
Mỗi vệ tinh GPS thế hệ II đều mang theo hai đồng hồ nguyên tử cesium và hai đồng hồ nguyên tử Rubidium để đưa thơng tin thời gian vào tín hiệu phát. Vệ tinh GPS sử dụng tín hiệu đường xuống bang L, được chia thành
hai băng tần con Ll và L2 có tần số sóng mang tương ứng: f1 = 1575,42 MHZ, f2 = 1227,60 MHZ với tần số cơ sở f0 = 10,23 MHZ, người ta tạo ra
các tần số sóng mang bằng các bộ nhân tần f1 = 1540 f0, và f2 = 1200 f0. Tín hiệu L1 từ mỗi vệ tinh sử dụng khóa dịch pha nhị phân (BPSK) được điều biến bởi hai mã giả ngẫu nhiên PRN (Psendo Random Noise). Thành phần đồng pha được gọi là mã kém chính xác hay mã C/A (Croarse/Acquisition Code) được dùng cho dân sự. Thành phần trực pha (dịch pha 90°) gọi là “mã chính xác” hay mã p (Precision code) được dùng cho Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ và các nước đồng minh. Tín hiệu bằng L2 cũng là tín hiệu BPSK được điều biến mã P.
Tín hiệu từ vệ tinh GPS là dòng dữ liệu tốc độ 50bps mang các thông tin cơ bản sau:
Lịch thư (Satellite Almanac Data):
Dữ liệu này chưa thông tin về quỹ đạo tương đối của tất cả 24 vệ tinh. Mỗi lịch thư có giá trị trong 4 tháng một lần bởi trạm chủ đặt trên đất Mỹ. Máy thu GPS sẽ thu và lưu lại tín hiệu này. Lịch thư sẽ được sử dụng để dị tìm vệ tinh khi bắt đầu bật máy thu bởi nó cho ta biết khu vực vệ tinh đang bay.
Lịch sao (Satellite Ephemeris Data):
Đây là dữ liệu chính xác về vị trí của máy thu để vệ tinh có thể đo chính xác khoảng cách đến vệ tinh nhằm phục vụ cho tính tốn dẫn đường. Mỗi vệ tinh chỉ phát lịch sao của chính nó.
Dữ liệu thời gian (Satellite Timing Data):
Dữ liệu này được sử dụng để tính thời gian tín hiệu truyền từ vệ tinh đến máy thu và từ đó có thể xác định cự ly bằng phép nhân thời gian truyền với tốc độ lan truyền sóng điện từ ( c = 3* 108 m/s). Vì khoảng cách này khi đó sẽ có sai số nên gọi là giả cự ly (Psedorange).