北斗全球卫星导航系统(GNSS) 输电线舞动轨迹及舞动模态、信号载波频率

GNSS卫星信号模拟器码和载波NCO研究与实现冀臻;孙运强;姚爱琴【摘要】NCO是卫星信号模拟器中频信号处理的关键部分.介绍了GNSS卫星信号模拟器码NCO和载波NCO的原理及作用,建立DDS模型,确定基本参数并根据参数设计了码NCO和载波NCO基本结构.给出了码NCO和载波NCO的实现过程,利用verilog在Xilinx' ISE 11.2和modelsim6.5中完成载波NCO和码NCO 的设计和仿真,在FPGA中进行了实现,并给出仿真波形和信号频谱图.本码NCO和载波NCO模块已应用于某型GNSS模拟器样机,通过程序仿真与样机测试,证明本码NCO和载波NCO模块性能满足GNSS卫星信号模拟器系统需求.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2010(000)011【总页数】5页(P24-28)【关键词】GNSS模拟器;DDS;码NCO;载波NCO【作者】冀臻;孙运强;姚爱琴【作者单位】中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西太原,030051;中北大学信息与通信工程学院,山西太原,030051;中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西太原,030051;中北大学信息与通信工程学院,山西太原,030051;中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西太原,030051;中北大学信息与通信工程学院,山西太原,030051【正文语种】中文【中图分类】TN960 引言GNSS卫星信号模拟器可根据载体的运动状态，精确产生GPS和GLONASS卫星信号，能够实现对GNSS接收机的性能评测，鉴定其捕获、跟踪能力和定位测量精度。

GNSS卫星信号模拟器的研制对于我国有效地利用GPS和GLONASS系统，开发我国具有自主知识产权的北斗二代卫星导航系统具有非常重要的现实意义[1]。

GNSS卫星信号模拟器包含多种功能模块，码NCO和载波NCO模块完成扩频码和载波信号的生成，是协调卫星信号模拟器各种模拟数据时序准确一致的关键部分，该模块与导航电文生成单元和调制模块配合，将扩频码片相位信息、载波调制信息（含多普勒频移）和导航电文数据等，通过控制码NCO和载波NCO的频率和相位，得到GNSS模拟器模拟卫星时刻的有效数据，送往后级模块处理[2]。

JJF1471- 2014《全球导航卫星系统(GNSS)信号模拟器校准规范》解读【来源/作者】中国计量报【更新日期】2015-1-10 23:24:22一、规范制定背景及目的1.GNSS信号模拟器在和卫星导航相关的科研、应用等过程中，仅依靠全球导航卫星系统(GNSS)接收机(以下简称“接收机”)来接收导航卫星信号的方式，会受到(如可视卫星数、天气、电磁环境等)诸多不可控因素影响科研、验证工作的进度和效率，并且受条件限制，无法得到多样化的导航卫星状态场景来满足需求。

因此，利用GNSS信号模拟器来模拟各种导航卫星信号就成为首选项。

GNSS信号模拟器(以下简称“模拟器”)是GNSS系统信号发生器，能够根据运动载体的状况，提供全球导航卫星系统信号仿真，精确模拟产生载体能够收到的GNSS卫星信号。

卫星星座包括GPS、GALILEO、GLONASS、BDS等，可用在GNSS接收机的研发、生产和计量过程的各个环节，可对接收机的捕获、跟踪和测量准确度进行测量鉴定，是GNSS接收机校准过程中的关键计量器具。

图1为信号模拟器的基本结构和工作原理。

数学仿真控制软件对导航卫星、信号传输环境和接收用户进行建模，模拟导航系统全星座的运行和用户的运动状态，运算产生信号模型参数，通过这些信号模型参数控制生成真实的动态导航射频信号。

射频信号生成模块根据仿真计算得到的电文与各模拟通道的模型控制参数，按照各导航系统接口控制协议(ICD)要求，生成各种卫星导航射频信号。

<CTSM> 图1 GNSS信号模拟器的基本结构和工作原理</CTSM>目前，市场上的模拟器主要应用于进行接收机校准及其方法研究，并应用于日后各种接收机(包括高动态、高灵敏度接收机)的校准工作，在开发、资质审查、认证中对接收设备进行精确的测量和评估，减少或完全消除现场测试的高额费用，摆脱在实际环境中应用的限制。

同时兼顾应用于接收机内部延时的测量及其研究，此项指标的测量是精密时间传递及其研究的基础。

gnss考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. GNSS是指（）A. 全球导航卫星系统B. 全球定位系统C. 全球广播系统D. 全球通信系统答案：A2. GPS系统的卫星星座由（）颗卫星组成。

A. 24B. 26C. 30D. 32答案：A3. 以下哪个不是GNSS系统的组成部分？（）A. 空间段B. 控制段C. 用户段D. 通信段答案：D4. GPS卫星的轨道高度大约为（）公里。

A. 20000B. 30000C. 40000D. 50000答案：B5. GPS系统的时间系统是（）。

A. 世界协调时间（UTC）B. 格林尼治时间（GMT）C. 国际原子时（TAI）D. 协调世界时（CST）答案：A6. GPS接收机的差分定位技术可以提高定位精度，其原理是（）。

A. 通过卫星信号修正B. 通过地面基站发送差分信号C. 通过用户自行校正D. 通过卫星数量增加答案：B7. 以下哪个不是GNSS系统的误差来源？（）A. 卫星钟差B. 大气延迟C. 多路径效应D. 卫星轨道误差答案：C8. GPS定位中的DOP值是指（）。

A. 精度因子B. 定位精度C. 卫星数量D. 卫星信号强度答案：A9. GPS接收机的定位模式中，RTK（实时运动学）模式可以提供（）精度。

A. 米级B. 分米级C. 厘米级D. 毫米级答案：C10. 以下哪个不是GNSS系统的地面控制站的功能？（）A. 卫星轨道测定B. 卫星时间同步C. 卫星信号加密D. 卫星健康状况监测答案：C二、多项选择题（每题3分，共15分）11. GNSS系统可以应用于以下哪些领域？（）A. 交通运输B. 土地测绘C. 军事导航D. 农业管理答案：ABCD12. GPS信号的组成部分包括（）。

A. 导航信号B. 测距码C. 载波频率D. 电离层延迟答案：ABC13. GNSS系统的误差来源包括（）。

A. 卫星钟差B. 大气延迟C. 多路径效应D. 接收机噪声答案：ABCD14. GPS接收机的差分定位技术包括（）。

GNSS 信号频点综述一、GPS 系统的信号体质GPS 的所有信号分量都是基于同一个频率产生的：MHz f 23.100=两种载波，即：MHz f f L 42.157515401=⨯= MHz f f L 60.122712002=⨯= GPS 卫星信号的两种信号分量：测距码和数据码是采用调相技术调制到载波上的，且调制码的幅值只取0或1。

在1L 载波上,调制有C/A 码、P 码（或Y 码）的数据码，完整的信号结构为：在2L 载波上，只用P 码进行双相调制，其信号结构为：其信号图示如下[1]：11111()()()cos()()()sin()L P i i L C i i L S t A P t D t t A C t D t t ωϕωϕ=+++222()()()cos()L P i i L S t B P t D t t ωϕ=+图1 GPS 码率示意图2 GPS 各信号示意其信号功率分配图如下[1]：图3 GPS 信号功率分配图1999年1月25日由美国副总统发表了进行GPS 现代化的文告，文告指出：一是要发展军码和强化军码的保密性能，加强抗干扰能力；二是要阻扰地方的使用，事假干扰；三十要保持再有威胁地区以外的民用用户有更加精确更安全的使基本频率10.23MHz÷204560÷10×154×1201575042MHzC/A 码1.023MHz P 码10.23MHz 数据码或D 码50BPS1227.60MHzP 码10.23MHz 数据码或D 码50BPS2L 1L用。

GPS 现代化第一阶段：发射12颗改进型的GPS BLOCK ⅡR 型卫星。

在2L 上加载CA 码，在1L 和2L 上试验性的加载新军码（M 码）。

下图为新增M 码后的信号频点图示[2]：图4 GPS 新增M 码后信号功率示意GPS 现代化第二阶段：发射6颗GPS BLOCK ⅡF 型卫星。

GNSS频点带宽1. 什么是GNSSGNSS（全球导航卫星系统，Global Navigation Satellite System）是一种基于卫星定位技术的导航系统，可以提供全球范围内的定位、导航和时间服务。

目前最常用的GNSS系统包括美国的GPS（全球定位系统）、俄罗斯的GLONASS（全球导航卫星系统）、欧洲的Galileo（伽利略卫星导航系统）和中国的北斗导航系统。

2. GNSS频点GNSS频点是指GNSS系统中用于发送导航信号的无线电频率。

不同的GNSS系统在不同的频段上发送导航信号，以确保系统之间相互独立，避免干扰。

2.1 GPS频点带宽GPS系统使用L1、L2和L5频段发送导航信号。

其中，L1频段位于1575.42 MHz，带宽为2 MHz；L2频段位于1227.6 MHz，带宽为20 MHz；L5频段位于1176.45 MHz，带宽为24 MHz。

L1频段主要用于定位和导航，L2频段用于测量大气延迟和精密定位，L5频段用于提高定位精度和抵御干扰。

2.2 GLONASS频点带宽GLONASS系统使用L1和L2频段发送导航信号。

其中，L1频段位于1602-1615.5 MHz，带宽为13.5 MHz；L2频段位于1246-1256 MHz，带宽为10 MHz。

GLONASS系统的频点带宽较窄，但由于系统设计的不同，其在定位和导航方面具有一定的优势。

2.3 Galileo频点带宽Galileo系统使用E1、E5和E6频段发送导航信号。

其中，E1频段位于1575.42 MHz，带宽为20 MHz；E5频段位于1176.45 MHz和1207.14 MHz，带宽为50 MHz；E6频段位于1278.75 MHz和1300.14 MHz，带宽为20 MHz。

Galileo系统的频点带宽相对较大，可以提供更高的数据传输速率和定位精度。

2.4 北斗频点带宽北斗系统使用B1、B2和B3频段发送导航信号。

gnss卫星定位考试题和答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. GNSS是全球导航卫星系统的缩写，它包括了哪些系统？A. GPSB. GLONASSC. GalileoD. BeiDouE. 以上都是答案：E2. GPS卫星星座由多少颗卫星组成？A. 24B. 26C. 28D. 30答案：A3. 以下哪个不是GNSS定位的基本原理？A. 时间同步B. 三角测量C. 距离测量D. 重力测量答案：D4. 在GNSS定位中，卫星的轨道高度大约是多少？A. 10000公里B. 20000公里C. 30000公里D. 40000公里答案：B5. 多路径效应对GNSS定位精度的影响是？A. 增加误差B. 减少误差C. 无影响D. 增加精度答案：A6. 卫星的可见性是指？A. 卫星的信号强度B. 卫星的运行速度C. 卫星在地平线以上的角度D. 卫星的轨道高度答案：C7. 卫星钟差是指？A. 卫星时钟与地面时钟的时间差B. 卫星时钟与用户时钟的时间差C. 卫星时钟与GPS主控站时钟的时间差D. 卫星时钟与国际原子时的时间差答案：C8. 以下哪种误差是GNSS定位中可以忽略的？A. 卫星钟差B. 电离层延迟C. 大气延迟D. 多路径效应答案：D9. 卫星信号的载波频率通常是多少？A. L1, L2, L5B. L1, L2, L3C. L1, L2, L4D. L1, L3, L5答案：A10. GNSS接收机的定位精度通常受到哪些因素的影响？A. 卫星的几何分布B. 信号的强度C. 多路径效应D. 所有以上因素答案：D二、多项选择题（每题3分，共15分）11. GNSS定位中可能遇到的误差源包括哪些？A. 卫星钟差B. 电离层延迟C. 大气延迟D. 多路径效应E. 所有以上答案：E12. 以下哪些因素可以影响GNSS接收机的定位精度？A. 卫星的数量B. 卫星的几何分布C. 接收机的硬件性能D. 环境因素E. 所有以上答案：E13. GNSS定位中的DOP值包括哪些？A. GDOPB. PDOPC. HDOPD. VDOPE. TDOP答案：B, C, D14. GNSS定位中，哪些因素可以导致定位精度下降？A. 卫星的几何分布不佳B. 多路径效应C. 电离层延迟D. 大气延迟E. 所有以上答案：E15. GNSS接收机的定位模式包括哪些？A. 绝对定位B. 相对定位C. 差分定位D. 精确定位E. 所有以上答案：A, B, C三、判断题（每题2分，共10分）16. GPS系统是由美国国防部建立的。

gnss频率范围
全球定位系统（GNSS）是现代导航和定位的基础，它通过接收来自卫星的信号来确定位置。

GNSS系统的频率范围非常广泛，涵盖了不同的带宽和频率。

GNSS系统一般使用L波段和C波段频率进行导航和定位。

L波段频率范围为1至2 GHz，而C波段频率范围为4至8 GHz。

这两个频段被用于现有的GNSS系统，包括GPS和GLONASS等。

另外，还有一些新的GNSS系统正在发展中，如欧洲伽利略系统和中国北斗系统。

这些新系统使用的频段不同于现有的GNSS系统。

例如，北斗系统将使用新的B1、B2和B3频段，这些频段范围从1.5 GHz 到2.7 GHz。

伽利略系统使用E1、E5和E6频段，其频率范围从1.2 GHz到1.6 GHz，以及5.0 GHz到6.0 GHz。

这些新频段的使用可能导致更精确的定位和更高的带宽。

此外，GNSS系统还使用了其他频段，如L2、L3和L5频段。

这些频段经常用于减轻信号干扰，提高可靠性和精度。

总的来说，GNSS系统使用的频段非常广泛，包括L波段和C波段以及一些新的频段，如B、E和L2-5频段等。

这些频段的使用可以提高GNSS系统的精确性、可靠性和带宽。

随着技术的进步和新的GNSS 系统的发展，可以预计GNSS系统将继续改进和发展。

GNSS练习题一、基础知识1.1 GNSS概述1. 请简述GNSS的定义及其主要功能。

2. 列举目前国际上主要的GNSS系统。

3. 请解释GNSS系统中卫星、地面控制系统和用户接收机的作用。

1.2 GNSS信号4. 请描述GNSS信号的组成。

5. 解释GNSS信号中的载波、码和导航电文的作用。

6. 请简述GNSS信号的捕获与跟踪过程。

1.3 GNSS坐标系7. 请解释WGS84坐标系和CGCS2000坐标系的概念。

8. 请描述GNSS定位中常用的坐标系转换方法。

9. 请简述GNSS定位中地球椭球体参数的作用。

二、定位原理2.1 单点定位10. 请解释单点定位的原理。

11. 请简述单点定位的误差来源及影响。

12. 请描述单点定位的精度评估方法。

2.2 差分定位13. 请解释差分定位的原理。

14. 列举差分定位的几种类型。

15. 请简述差分定位的误差来源及影响。

2.3 实时动态定位（RTK）16. 请解释实时动态定位（RTK）的原理。

17. 请描述RTK定位的误差来源及影响。

18. 请简述RTK定位中的双差观测值和固定解的概念。

三、GNSS应用3.1 测量应用19. 请列举GNSS在测量领域的几种应用。

20. 请解释静态测量和动态测量在GNSS定位中的应用。

21. 请描述GNSS高程测量的原理及精度。

3.2 导航应用22. 请简述GNSS在导航领域的应用。

23. 请解释航向角、航速和位置误差对导航精度的影响。

24. 请描述GNSS导航中的航迹推算和定位更新过程。

3.3 其他应用25. 请列举GNSS在其他领域的应用。

26. 请解释GNSS在时间同步和电力系统中的应用。

27. 请描述GNSS在地震监测和灾害预警中的应用。

四、GNSS接收机与设备4.1 GNSS接收机28. 请简述GNSS接收机的分类及特点。

29. 请解释接收机的主要性能指标。

30. 请描述接收机的硬件组成及工作原理。

4.2 GNSS天线31. 请解释GNSS天线的分类及特点。

gnss考试题及答案一、单选题（每题2分，共20分）1. GPS系统属于以下哪一种导航系统？A. 地心导航系统B. 卫星导航系统C. 惯性导航系统D. 无线电导航系统答案：B2. GPS卫星的轨道高度大约是多少？A. 10000公里B. 20000公里C. 30000公里D. 40000公里答案：C3. 以下哪个不是GNSS系统的组成部分？A. 卫星B. 地面控制段C. 用户设备D. 通信卫星答案：D4. GPS信号的载波频率有几个？A. 1个B. 2个C. 3个D. 4个答案：C5. 以下哪个是GNSS定位误差的来源？A. 电离层延迟B. 多路径效应C. 接收机噪声D. 以上都是答案：D6. GPS定位的精度通常可以达到多少米？A. 10米B. 5米C. 3米D. 1米答案：D7. 什么是差分GPS（DGPS）？A. 使用多个接收器提高定位精度B. 使用一个接收器提高定位精度C. 使用卫星信号增强系统D. 使用地面基站进行定位答案：A8. GPS接收机的定位模式有哪几种？A. 静态定位B. 动态定位C. 单点定位D. 以上都是答案：D9. 以下哪个不是GNSS系统的卫星星座？A. GPSB. GLONASSC. GalileoD. BeiDou答案：C10. GPS接收机的天线类型有哪些？A. 螺旋天线B. 微带天线C. 圆极化天线D. 以上都是答案：D二、多选题（每题3分，共15分）1. GNSS系统可以用于以下哪些应用？A. 车辆导航B. 气象监测C. 土地测量D. 军事定位答案：ABCD2. 以下哪些因素会影响GPS定位精度？A. 卫星的几何分布B. 接收机的精度C. 环境因素D. 卫星信号的强度答案：ABCD3. GPS接收机的误差来源包括哪些？A. 卫星钟差B. 接收机钟差C. 信号传播延迟D. 多路径效应答案：ABCD4. GNSS系统的地面控制段包括哪些部分？A. 监测站B. 计算中心C. 校正信息生成中心D. 发射站答案：ABC5. 以下哪些是GNSS系统的增强系统？A. WAASB. EGNOSC. MSASD. GAGAN答案：ABCD三、判断题（每题1分，共10分）1. GPS系统可以在全球范围内提供定位服务。

T/CEC XXXX-XXX
附录A
（资料性附录）
舞动轨迹及舞动模态
A.1舞动椭圆轨迹
舞动椭圆轨迹见图A.1。

图A.1 舞动椭圆轨迹
A.2舞动模态
影响舞动的特征参数有很多，但是主要监测参量有三项，即输电线路舞动幅值，舞动频率和舞动半波数。

从这三个参数进行监测导线的舞动，可以建立导线舞动的舞动模型，为后续进行舞动的分析、提供舞动阈值、及时处理舞动状态提供必要的基础数据。

导线舞动半波数一般有l、2、3、4这四种半波数，尽管5个及5个以上的半波数也会出现，但由于5个及5个以上的舞动伴随的舞动幅值较小，不会导致线路事故，故可忽略。

一个半波舞动的特点是在档中央舞动幅值最大，向两端逐渐减小；两个半波舞动的特点是档中央和两端点舞动幅值为零，1/4档、3/4档处舞动幅值最大；三个半波舞动的特点是在1/3档、2/3档处舞动幅值为零，1/6档,1/2档,5/6档处舞动幅值最大。

四个半波舞动的特点是节点位于1/4档、1/2档、3/4档处，舞动幅值为零。

舞动半波形态如图A.2、图A.3、图A.4、图A.5所示。

图A.2 一个半波
图A.3 两个半波
图A.4 三个半波
图A.5 四个半波
T/CEC XXXX-XXX
附录B
（资料性附录）
GNSS卫星信号载波频率
GNSS系统卫星信号的载波频率如表B.1所示。

表B.1GNSS卫星信号载波频率
_________________________________。

北斗卫星工作频段全文共四篇示例，供您参考第一篇示例：北斗卫星系统是中国自主研发的卫星导航系统，其工作频段是该系统顺利运行的重要基础。

北斗卫星系统工作频段分为信号发射频段和信号接收频段，各个频段的工作原理和特点不尽相同。

下面将详细介绍北斗卫星系统的工作频段相关内容。

信号发射频段是指北斗卫星在发射导航信号时所使用的频段，包括B1I、B1C、B2a、B2b和B3等频段。

B1I频段主要用于传输民用导航信号，工作频率为1561.098MHz；B1C频段用于传输公共安全服务信号，频率是1575.42MHz；B2a频段主要用于传输定位信号，频率为1207.14MHz；B2b频段用于传输精密定位信号，频率为1191.795MHz；B3频段主要用于传输增强型定位服务信号，频率为1268.52MHz。

信号接收频段是指接收北斗卫星导航信号时需要使用的频段，包括E1、E5a、E5b和E6等频段。

E1频段主要用于接收民用导航信号，工作频率为1575.42MHz；E5a频段用于接收公共安全服务信号，频率为1176.45MHz；E5b频段主要用于接收精密定位信号，频率为1207.14MHz；E6频段用于接收增强型定位服务信号，频率为1268.52MHz。

北斗卫星系统工作频段的选择是经过严格的技术测试和实践验证的，保证了信号传输的稳定性和可靠性。

通过合理的工作频段设置，北斗卫星系统可以满足不同领域的导航定位需求，包括交通运输、地震监测、资源调查等领域，为国家经济社会发展提供了有力的支撑。

北斗卫星系统在工作频段的选择上充分考虑了国际导航卫星系统的发展趋势，与GPS、GLONASS、Galileo等其他卫星导航系统进行了兼容。

这样可以使得北斗卫星系统在全球范围内提供高精度、高可靠的导航定位服务，为全球用户提供更加便捷的导航体验。

北斗卫星系统的工作频段是系统正常运行的基础，合理的频段选择和设置对于卫星导航系统的性能和服务质量至关重要。

gnss复习题GNSS复习题导语：全球导航卫星系统（GNSS）是一项重要的技术，它能够为人类提供高精度的定位、导航和定时服务。

在现代社会中，GNSS已经广泛应用于交通、航空、军事、测绘等领域。

为了更好地了解GNSS的原理和应用，下面将提供一些复习题，帮助大家加深对GNSS的理解。

一、选择题1. GNSS是指：a) 全球定位系统（GPS）；b) 北斗导航卫星系统（BDS）；c) 伽利略导航卫星系统（Galileo）；d) 所有上述系统。

2. GNSS中的“S”代表：a) 卫星；b) 信号；c) 系统；d) 定位。

3. GNSS的基本原理是利用卫星发射的信号进行定位，其中信号的传播速度是：a) 光速；b) 音速；c) 电磁波速度；d) 无线电波速度。

4. GNSS定位的基本原理是通过测量：a) 卫星信号的强度；b) 卫星信号的频率；c) 卫星信号的到达时间；d) 卫星信号的相位。

5. GNSS定位中的“多普勒效应”是指：a) 卫星信号的频率会随着接收器的运动而发生变化；b) 卫星信号的相位会随着接收器的运动而发生变化；c) 卫星信号的强度会随着接收器的运动而发生变化；d) 卫星信号的到达时间会随着接收器的运动而发生变化。

二、判断题1. GNSS定位的精度只受卫星信号的传播速度影响，与接收器的性能无关。

( )2. GNSS定位的精度可以通过增加接收卫星的数量来提高。

( )3. GNSS定位的精度可以通过增加接收器的灵敏度来提高。

( )4. GNSS定位的精度可以通过增加接收器的天线高度来提高。

( )5. GNSS定位的精度可以通过增加接收器与卫星之间的距离来提高。

( )三、简答题1. 请简要介绍GNSS定位的基本原理和流程。

2. GNSS定位的精度受到哪些因素的影响？请列举至少三个因素。

3. GNSS定位在哪些领域有重要的应用？请举例说明。

4. GNSS定位存在哪些局限性和挑战？请简要描述。