L ӠI NÓI ĈҪU
1.2.4 Cҩu trúc tín hiӋu GPS
Mӛi vӋ tinh GPS phát mӝt tín hiӋu radio cao tҫn gӗm hai tҫn sӕ sóng mang ÿѭӧc ÿiӅu chӃ bӣi hai mã sӕ và mӝt bҧn tin dүnÿѭӡng. Hai tҫn sӕ sóng mang này ÿѭӧc phát ӣ tҫn sӕ 1575.42 MHz (gӑi là sóng mang L1) và 1227.60 MHz (gӑi là sóng mang L2). Theoÿó, bѭӟc sóng tѭѫngӭng là 19 cm và 24.4 cm; kӃt quҧ này ÿѭӧc rút ra tӯ quan hӋ giӳa tҫn sӕ sóng mang và vұn tӕc ánh sáng trong không gian. ViӋc sӱ dөng hai tҫn sӕ trên cho phép sӱa mӝt lӛi nghiêm trӑng cӫa GPS là trӉ tҫngÿiӋn ly. Tҩt cҧ các vӋ tinh GPSÿӅu phát cùng tҫn sӕ sóng mang L1 và L2. Tuy nhiên, mã ÿiӅu chӃ là khác nhau cho các vӋ tinh, viӋc này làm giҧm thiӇu sӵ can nhiӉu tín hiӋu.
Hai mã GPS gӑi là mã thu thô (mã C/A) và mã thu chính xác (mã P). Mӛi mã chӭa mӝt luӗng sӕ nhӏ phân 0 và 1 gӑi là các bít hay các chip. Các mã này ÿѭӧc gӑi chung là mã PRN vì chúng giӕng nhѭ tín hiӋu ngүu nhiên. Nhѭng thӵc tӃ, các mã này
ÿѭӧc phát nhӡ sӱ dөng mӝt thuұt toán. Mã C/A chӍ ÿѭӧc ÿiӅu chӃ vào sóng mang L1, trong khi ÿó, mã P ÿѭӧc ÿiӅu chӃ vào cҧ sóng mang L1 và L2. Sӵ ÿiӅu chӃ này gӑi là ÿiӅu chӃ lѭӥng pha, do pha cӫa sóng mang ÿѭӧc dӏch ÿi 180o khi giá trӏ cӫa mã thay ÿәi tӯ 0 ÿӃn 1 hoһc tӯ 1 ÿӃn 0 .
Mã C/A là mӝt luӗng 1023 sӕ nhӏ phân (1023 sӕ 1 và 0) tӵ lһp lҥi mӛi giây. ĈiӅu này có nghƭa là tӕcÿӝ chip cӫa mã C/A là 1023 Mb/s. Nói cách khác, khoҧng thӡi gian cӫa mӛi bít xҩp xӍ 1ms, tѭѫng ÿѭѫng vӟi quãng ÿѭӡng 300m. Mӛi vӋ tinh ÿѭӧc gán cho mӝt mã C/A duy nhҩt, mã này cho phép máy thu GPS nhұn dҥng vӋ tinh nào ÿang truyӅn mӝt mã cө thӇ. Khoҧng cách ÿo ÿѭӧc bҵng mã C/A kém chính xác hѫn so vӟi mã P. Tuy nhiên, mã C/A ít phӭc tҥp hѫn và ÿѭӧc sӱ dөng cho mӑi ngѭӡi dùng.
Mã P là mӝt chuӛi nhӏ phân rҩt dài, ÿѭӧc lһp lҥi sau 266 ngày .Nó cNJng nhanh hѫn mã C/A 10 lҫn (tӕcÿӝ bít cӫa nó là 10.23 Mb/s). Nhân thӡi gian vӟi sӕ lҫn lһp lҥi, 266 ngày nhân tӕc ÿӝ bit 10.23 Mb/s ÿѭӧc luӗng mã P dài khoҧng 2.35x1014 chip! Mã dài 266 ngày ÿѭӧc chia thành 38 ÿoҥn, mӛiÿoҥn dài 1 tuҫn. Trong ÿó, có 32 ÿoҥnÿѭӧc gán cho các vӋ tinh khác nhau. Mӛi vӋ tinh truyӅn mӝtÿoҥn mӝt tuҫn duy nhҩt cӫa mã P, ÿoҥn này ÿѭӧc khӣi tҥo vào 0 giӡ ngày chӫ nhұt hàng tuҫn. Sáu ÿoҥn còn lҥi ÿӇ dӵ trӳ cho các mөc ÿích khác. Nhѭ vұy, mӛi vӋ tinh GPS thѭӡng ÿѭӧc xác ÿӏnh bӣi mӝt ÿoҥn 1 tuҫn duy nhҩt cӫa mã P. Ví dө, mӝt vӋ tinh GPS vӟi sӕ nhұn dҥng là PRN 20 tӭc là vӋ tinh này ÿѭӧc gán ÿoҥn cӫa tuҫn thӭ 20 cӫa mã PRN P. Mã P ban ÿҫu ÿѭӧc thiӃt kӃ chӫ yӃu cho mөc ÿích quân sӵ là chính. Sau ÿó, nó ÿѭӧc sӱ dөng cho tҩt cҧ ngѭӡi dùng vào ngày 31/1/1994. Vào thӡi ÿiӇmÿó, mã P ÿѭӧc mұt mã hóa bҵng cách thêm vào nó mӝt mã W không xác ÿӏnh. Mã ÿã ÿѭӧc mұt mã hóa gӑi là mã Y, mã này có tӕcÿӝ chip bҵng vӟi mã P. ViӋc mұt mã hóa này gӑi là viӋc chӕng làm giҧ (AS).
Bҧn tin dүn ÿѭӡng GPS là mӝt luӗng dӳ liӋuÿѭӧc thêm vào cҧ sóng mang L1 và L2 khi ÿiӅu chӃ lѭӥng pha nhӏ phân ӣ tӕc ÿӝ thҩp 50 kbps. Nó chӭa 25 khung, mӛi khung 1500 bít, tәng sӕ có 37500 bít. Nghƭa là ÿӇ truyӅn dүn bҧn tin dүn ÿѭӡng hoàn hӍnh phҧi mҩt 750 giây, hay 12.5 phút. Bҧn tin dүnÿѭӡng cùng vӟi các thông tin khác chӭa tӑa ÿӝ cӫa vӋ tinh GPS theo thӡi gian, tình trҥng vӋ tinh, tín hiӋu hiӋu chӍnhÿӗng
hӗ, niên lӏch vӋ tinh và dӳ liӋu khí quyӇn. Mӛi vӋ tinh truyӅn mӝt bҧn tin dүn ÿѭӡng cӫa riêng nó vӟi các vӋ tinh khác, nhѭ vӏ trí gҫnÿúng và tình trҥng hoҥtÿӝng.