今天想分享的是關於GNSS(Global Navigation Satellite System)的衛星信號。
在衛星定位技術成熟後，許多消費性電子產品都有了衛星定位的功能，並應用在各種領域。
我們常說的GPS，事實上是指美國的衛星系統，目前世界上還有幾種的衛星信號。
如前蘇聯的GLONASS、歐盟的Galileo、中國的北斗...等等
資料是參加北京上課時， Dr. Kevin Chin的簡報，該簡報對GNSS現在與未來有清楚的介紹
當前GNSS信號
GPS
- 24顆衛星(設計)/30顆運行
- L1 C/A & P(Y)
- L2P(Y) & L2C(IIR-M)
- L5(IIF)- 2009/3/24發射(IIR-M) SVN49 , 4/10號發射L5信號
GLONASS
- 24顆衛星(設計)
*18顆健康運行 / 2顆不健康
- L1 C/A & P
- L2 C/A (- M) & P
SBAS
- 發送廣域GPS差分改正信號
- 也可用於測距
- L1 C/A
- 2WAAS / 3EGNOS / 2MSAS
現在的GNSS信號頻率圖
GPS 現代化信號 L2C / L5
舊的GPS系統，L1載波包含C/A（Coarse/Acquisition）碼，它是一種通用碼。L2載波只包含P/Y碼，是一種加密的軍用碼。起初，商業GPS接收儀只能接收民用L1載波。為了得到測量使用的定位精度，測量工作者要後處理他們的GPS 資料。然而，近十年中，科研和測量機構已經開發出了使用L1載波獲得L2載波的多種革新方法，並研發了雙頻GPS接收儀，其測量L1和L2載波接收的時間，對其積累在距離上的誤差進行改正。
雙頻接收儀開始只用在長距離後處理測量，但現在它們也被使用在即時測量中。在所有的民用用戶中，為了達到RTK釐米級測量精度，測量工作者無疑比其他的用戶更多的使用了L2載波。儘管現在間接獲得使用L2載波的方法得到了令人滿意的工作效果，L2載波觀測值還是沒有取得與L1載波觀測值相同的優勢。
作為GPS現代化的一部分，L2載波中注入一種被稱為“民用碼”或“CS”的商業編碼，其形成的民用L2C 使得用戶可以接收到兩種無干擾的信號，用於先進的RTK 測量的誤差改正。
L2C 將包含現代接收儀能夠使用的一種更為高級的編碼。使用這種編碼，接收儀可以接收到一種L2觀測值，它要比民用用戶利用現在的衛星得到的觀測值增強很多。
而L5的全新載波，頻率為1176.45 MHz。這種載波將提供比其他載波更高的強度水平，使用更大的帶寬，允許更長的編碼。這樣，捕獲和跟蹤弱信號將變得非常簡單。
L2C - 高的信噪比
GPS 將推出 L1C / GPS III
L1C，第三個GPS民用信號(第三代GPS)，QZSS未來會發射該信號 *QZSS：大橢圓同步衛星
TMBOC調製，與Galileo相似，同樣的時鐘頻率，但不同的碼源，可以大大減少所需的集成電路門數。
最大的優點是比舊的C/A碼有更好的抗多路徑效果
GNSS未來信號
QZSS
§ 橢圓同步衛星軌道
§ L1 C/A + L1C, L2C, E6 & L5 信號
§ 右圖為最低仰角
§ 3顆QZSS衛星，每顆都有獨立軌道
§ 24小時運行，八小時上環，16小時下環
§ 信號類似GPS，2010年首顆發射
SBAS的部分，未來會增加印度系統GAGAN
北斗 Compass
一代是覆蓋中國區域的同步衛星，具主動定位、帶發射、短信功能。
而二代系統類似於GPS，首顆衛星於2007發射，向ITU註冊了四個波段，民用的B1、B2
載波性能也與GPS相似，但衛星時鐘、軌道模型等還未知。
伽利略 Galileo
歐洲系統，預計27顆衛星，目前有兩顆試驗衛星，提供公開服務L1(BOC)、E5 A/B
另外有E6(商用服務，加密碼與數據)
IRNSS 印度區域系統
同QZSS軌道相同，L5&S-Band(2.4GHz)信號，7顆衛星，首次發射2010年。
在不久的將來，會有
全球星系：GPS(30+)、GLONASS(24)、Galileo(27)、北斗(30)
區域星系：QZSS(3)、IRNSS(7)
衛星增強系統：WAAS(3)、MSAS(2)、EGNOS(3)、GAGAN(3)
更多的衛星使得，高樓林立的城市、峽谷、森林，傳統GPS無法定位的位置
將一一突破，更便利的世界指日可待。
