衛星導航系統導航電文結構特點及性能評價

    導航電文是根據各個監測站的原始數據，由主控站進行分析處理，生成之后傳送給衛星，在衛星上進行導航電文的差錯控制、格式編排以及載波調制等，然后按照一定的順序進行發送，用戶在接受之后經過解碼、譯碼等過程，解析出相關的導航電文，然后用于導航定位之中，本文通過對導航電文的內容和特點，對導航電文的性能進行了有效的評價。

一、導航電文的內容

    為了更好地實現對衛星的導航定位，導航電文通常包括衛星位置、衛星時鐘改正、系統時間等一系列的數據，它們是導航電文中最基本、最重要的組成部分，而且還必須具有一定的實效性。通常為了提高衛星系統的服務性能，導航電文中還包含衛星的工作情況信息，對于衛星工作情況的信息，實效性更強，遠遠超過對衛星位置數據的要求。此外，在導航電文中還有部分衛星日程表的數據，這為用戶獲取衛星信號提供了極大的便利。

二、導航電文的特點

    根據導航電文獲取內容時效性，一般將導航數據分為非即時數據和即時數據，通常用戶接收方希望盡快獲取衛星時鐘改正數據、衛星星歷數據等，以便能夠及時對衛星進行定位，對于其他方面的數據要求則不那么緊迫，因而，從整體上來看，對于不同時效性的數據，導航電文都能做到有效的控制和播報。

    其次，導航電文在給用戶提供定位數據的基礎上，還給用戶提供相應的系統時間，一般來說，導航電文是以一定長度的幀為基本單位，向用戶進行發送，同時，系統時間與幀的發送時間是相互對照的，用戶在接收衛星數據的過程中可以獲得系統時間。在同一個幀中，導航電文的內容與系統時間的關系多種多樣，當關系不固定時，在每個幀中要給出本幀電文內容相關的標識信息。

    最后，要想確保用戶接收機在獲取衛星信號之后，將數據進行同步化處理，及時準確地獲取數據，這就還需要導航電文提供相應的數據同步技術，利用相關的檢查糾錯設備，及時發現數據傳輸中的偏差，進行糾正和修改，確保導航信息的準確、高速傳遞。

三、導航電文的性能評價

1、數據單元的總數據量

    一個數據單元是指以重復周期最長的數據周期為標準，作為一個計量單位，在這期間所有發送的數據即是總數據量，但是由于每個數據的重復周期不一樣，在同一個數據單元之內，還會存在數據多次重發的現象。因此，在數據重復周期相同時，總數據量就會降低，相應地導航電文的數據發送率也降低了，這樣可以提高通信數據的準確性。

2、用戶接收機的首次定位時間

    對導航性能進行考察時，其中一項很重要的指標就是用戶接收機的首次定位時間。它是指用戶在獲取衛星信號之后，從開始接受導航電文到最后準確定位的時間，其中還包括定位的計算時間、對數據進行改正的時間等。用戶接收機的首次定位時間是由數據的發送速率、發送的數據量、重復周期等幾方面共同決定的，但是由于導航電文的結構各一，在計算首次定位時間時方法也不一樣，要注意加強區分。

3、電文結構的靈活性

    導航電文還具有靈活性的特點，主要是指在電文結構中，一般會預留一些數據空間，用來容納一些突發的電文信息和內容，同時，根據電文的相關內容，還可以修改電文的更新日期和發送日期，這些特點都在一定程度上體現了電文結構的靈活性。

4、通信資源的利用率

    通信資源的利用率是衡量通信資源是否合理利用的重要標準，通常用電文中空白的數據段所占的數據位數，比上電文的總數據量，這主要適用于結構比較固定的導航電文，對于那些數據發送沒有規律的導航電文來說，要根據實際情況，進行恰當的處理。

    本文通過對GPS和GLONASS導航電文的性能進行調查分析，從以上幾個方面對GPS和GLONASS導航電文的性能進行對比，得出了GPS在總數據量上較GLONASS數據量大，首次定位時間速率也比較快，對于通信資源的利用率也比較高等諸多的優勢，是一種比較好的導航電文結構。GLONASSS導航電文結構要不斷改進自身的內容和結構，不斷提升自身的導航性能。如下圖表1所示。

表1 導航電文的性能評價

總結：

    本文通過對衛星導航系統的導航電文的內容、特點進行介紹，從數據單元的總數據量、用戶接收機的首次定位時間、電文結構的靈活性、通信資源的利用率等幾個方面對導航電文進行性能評價。隨著衛星導航技術的不斷發展，導航電文所包括的內容、電文的結構也會發生相應的變化，因此，要注重對性能評估方法的不斷更新和改進。

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