GPS Signal   GPS 신호, GPS 위성 신호

(2022-02-21)

L1 반송파, L2 반송파, P 코드, C/A 코드


1. GPS 위성으로부터 발신되는 반송파 신호기본 주파수 10.23 MHz를 기반으로 함

  ㅇ 2개 또는 3개의 반송파 (L 밴드의 L1,L2,L5) : BPSK 디지털변조 방식 사용

     - L1 반송파 (중심주파수 1575.42 MHz = 10.23 x 154배, 파장 ≒ 19 ㎝)
        . C/A 코드,P(Y) 코드,M 코드 등이 대역확산신호 송출

     - L2 반송파 (중심주파수 1227.60 MHz = 10.23 x 120배, 파장 ≒ 24 ㎝)
        . C/A 코드,P(Y) 코드,M 코드 등이 대역확산신호 송출 (주로, 군사용으로만 사용)

     - L5 반송파 (중심주파수 1176.45 MHz = 10.23 x 115배, 파장 ≒ 25.5 ㎝)
        . P 타입 코드대역확산신호 송출 (항공 안전 관련으로 신규 추가됨)

  ㅇ (반송파 기반 거리측정 방법)                                ☞ 반송파 기반 거리 측정 참조
     - GPS수신기에서, 위성 반송파 수신 시작 시점부터, 
     - GPS 위성에서 GPS 수신기까지의 L1 반송파파장의 수가 몇개인지를 셈으로써,
     - 거리 계산 (파장 개수 x 파장 길이)


2. 반송파에 섞여지는 의사랜덤 코드칩(Chip), 의사잡음(PRN : 확산코드,PN코드 등) 참조

  ※ (각 GPS 위성 마다, 다른 의사랜덤수열을 발생시킴으로써, 위성 식별 및 거리 등 계산 가능)

  ㅇ C/A 코드 (Corase/Access) : 민간 사용 가능 
     - 칩률 : 1.023 Mbps
     - 코드 길이 : 1023 칩(Chip)
     - 칩 주기 : 1 ms
     - 파장 ≒ 293.1 m
     - 신호 강도 : 동일 L1 상에서 Y 코드 보다 2배 이상 큼

  ㅇ P(Y) 코드 (Protect,Precision) : 주로, 군용
     - 칩률 : 10.23 Mbps
     - 코드 길이 : 6 x 1012 칩(Chip)
     - 칩 주기 : 1 주일 길이 정도의 매우 긴 코드
     - 파장 ≒ 29.31 m

  ㅇ M 코드 (Military code) : 군용
     - 위 Y 코드가 새롭게 군용 코드로 대체됨
     - 칩률 : 5.115 Mbps
     - 코드 길이 : 불분명
     - 칩 주기 : 불분명

  ㅇ (코드 기반 거리측정 방법)                                 ☞ 코드 기반 거리 측정 참조
     - GPS 위성이 발생한 코드를 수신하고, 
     - 이것과 GPS 수신기에서 자체 발생시킨 코드와의 시간 차이로부터 거리 계산


3. 개략적인 GPS 신호 구성도

    


4. 반송파에 실려 송출되는 메세지

  ※ ☞ 항법 메세지 (Navigation Message) 참조
     - 위성의 정상가동상태,위성시각,위성궤도력,전리층 모델 정보 등 다양한 보정자료에 대한 정보
     - (모든 항법메세지 수신을 위해서는 최소 30초 이상 추적 필요)


5. GPS 신호의 생성

    


6. GPS 신호의 이용제한

  ㅇ S/A (Selective Availability) : 2000.5월 폐지
     - L1, C/A 코드에 의한 위치 결정 정확도를 인위적인 조작으로 떨어뜨림
        . 궤도 정보정확도 저하 또는 C/A 코드 타이밍 변동 등에 의한 방법
     - P 코드는 A/S에 의해 Y 코드암호화됨

  ㅇ A/S (Anti Spoofing)
     - P 코드암호화 처리



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