“Everything should be made as simpl

“Everything should be made as simple as possible, but no simpler.” Albert Einstein.

GNSS satellite signals are complex. Describing these signals requires equally complex words like pseudorandom, correlation, and Code Division Multiple Access (CDMA). To explain these GNSS concepts, let’s first discuss GPS satellite signals.

First and foremost, GPS was designed as a positioning system for the US Department of Defense. To provide high-accuracy position information for military applications, a lot of complexity was designed into the system to make it secure and impervious to jamming and interference. Although military and civilian components of GPS are separate, some of the technologies used in the military component have been applied to the civilian component.

Since it achieved initial operational capability in December 1993, GPS has been available to civilian users, who have different requirements for service availability, positioning accuracy and cost.

The frequency plans (plans that describe the frequency, amplitude and width of signals) for each GNSS system are a little different. We will describe these plans in more detail in Chapter 3. To illustrate GNSS concepts, however, we will briefly describe the frequency and signal scheme used by GPS, which is shown in Figure 12. Conceptually, this is not much different than the frequency plan for cable or broadcast television channels.

As shown in Figure 12, GPS satellites transmit information on the L1, L2 and L5 frequencies. You may ask, “How can all GPS satellites transmit on the same frequencies?”

GPS works the way it does because of the transmission scheme it uses, which is called CDMA.

Figure 12CDMA is a form of spread spectrum. GPS satellite signals, although they are on the same frequency, are modulated by a unique pseudorandom digital sequence, or code. Each satellite uses a different pseudorandom code. Pseudorandom means that the signal only appears random; in fact, it actually repeats after a period of time. Receivers know the pseudorandom code for each satellite. This allows receivers to correlate (synchronize) with the CDMA signal for a particular satellite. CDMA signals are at a very low level, but through this code correlation, the receiver is able to recover the signals and the information they contain.

To illustrate, consider listening to a person in a noise-filled room. Many conversations are taking place, but each conversation is in a different language. You are able understand the person because you know the language they are speaking. If you are multilingual, you will be able to understand what other people are saying too. CDMA is a lot like this.

Figure 13You might be interested to learn that Hedy Lamarr, Austrian-born American scientist and actress, co-invented an early form of spread spectrum communications technology. On August 11, 1942, she and her co-worker, George Antheil, were granted U.S. Patent 2,292,387. Unbelievably, Lamarr shifted careers and went on to make 18 films from 1940 to 1949, but the concepts covered in her patent contributed to the development of today’s spread spectrum communications.

GPS operates in a frequency band referred to as the L-Band, a portion of the radio spectrum between 1 and 2 GHz. L-Band was chosen for several reasons, including:

Simplification of antenna design. If the frequency had been much higher, user antennas may have had to be a bit more complex.
Ionospheric delay is more significant at lower frequencies. We’ll talk more about ionospheric delay in Step 2–Propagation, later in this chapter.
Except through a vacuum, the speed of light is lower at lower frequencies, as evident by the separation of the colors in light by a prism. You may have thought the speed of light was a constant at 299,792,458 metres per second. It is actually 299,792,458 metres per second in a vacuum, but through air or any other medium, it is less.
The coding scheme requires a high bandwidth, which was not available in every frequency band.
The frequency band was chosen to minimize the effect that weather has on GPS signal propagation.
L1 transmits a navigation message, the coarse acquisition C/A code (freely available to the public) and an encrypted precision (P) code, called the P(Y) code (restricted access). The navigation message is a low bit rate message that includes the following information:

GPS date and time.
Satellite status and health. If the satellite is having problems or its orbit is being adjusted, it will not be usable. When this happens, the satellite will transmit the out-of-service message.
Satellite ephemeris data, which allows the receiver to calculate the satellite’s position. This information is accurate to many, many decimal places. Receivers can determine exactly where the satellite was when it transmitted its time.
Almanac, which contains information and status for all GPS satellites, so receivers know which satellites are available for tracking. On start up, a receiver will recover thi

Kết quả (Việt) 1:

"Tất cả mọi thứ phải được thực hiện đơn giản như có thể, nhưng không đơn giản." Albert Einstein. Tín hiệu vệ tinh GNSS rất phức tạp. Mô tả các tín hiệu này đòi hỏi phải bằng nhau từ phức tạp như ngẫu nhiên ảo qua, mối tương quan và Code Division Multiple Access (CDMA). Để giải thích những khái niệm GNSS, hãy đầu tiên thảo luận về tín hiệu vệ tinh GPS.Lần đầu tiên và quan trọng nhất, GPS được thiết kế như là một hệ thống định vị cho chúng tôi bộ của quốc phòng. Cung cấp thông tin vị trí chính xác cao cho các ứng dụng quân sự, rất nhiều phức tạp được thiết kế vào hệ thống để làm cho nó an toàn và không thấm nước để gây nhiễu và can thiệp. Mặc dù thành phần quân sự và dân sự của GPS riêng biệt, một số công nghệ được sử dụng trong thành phần quân sự đã được áp dụng cho các thành phần dân sự.Kể từ khi nó đạt được khả năng hoạt động ban đầu trong tháng 12 năm 1993, GPS đã sẵn sàng để dân thường, người dùng có các yêu cầu khác nhau cho các dịch vụ sẵn có, định vị chính xác và chi phí.Tần số kế hoạch (kế hoạch mô tả tần số, cường độ và chiều rộng của tín hiệu) cho mỗi GNSS hệ thống là một chút khác nhau. Chúng tôi sẽ mô tả các kế hoạch chi tiết hơn trong chương 3. Để minh họa những khái niệm GNSS, Tuy nhiên, chúng tôi sẽ mô tả ngắn gọn các tần số và chương trình tín hiệu được sử dụng bởi GPS được thể hiện trong hình 12. Khái niệm, điều này không khác nhau nhiều hơn cho cáp hoặc truyền hình phát sóng kênh tần số, kế hoạch.Như minh hoạ trong hình 12, vệ tinh GPS truyền tải thông tin về các tần số L1, L2 và L5. Bạn có thể hỏi, "Làm thế nào có thể tất cả các vệ tinh GPS truyền tải trên cùng một tần số?"GPS hoạt động theo cách nào vì các chương trình truyền, nó sử dụng, được gọi là CDMA. Con số 12CDMA là một hình thức lây lan phổ. Các tín hiệu vệ tinh GPS, mặc dù họ đang ở trên cùng một tần số, điệu bởi một chuỗi ngẫu nhiên ảo qua kỹ thuật số duy nhất, hoặc mã. Mỗi vệ tinh sử dụng một mã số ngẫu nhiên ảo qua khác nhau. Có nghĩa là ngẫu nhiên ảo qua tín hiệu chỉ xuất hiện ngẫu nhiên; trong thực tế, nó thực sự lặp đi lặp lại sau một thời gian. Nhận biết mã số ngẫu nhiên ảo qua cho mỗi vệ tinh. Điều này cho phép thu tương quan (đồng bộ) với các tín hiệu CDMA cho một vệ tinh đặc biệt. CDMA tín hiệu đang ở mức rất thấp, nhưng thông qua các mối tương quan mã này, người nhận có khả năng để khôi phục lại các tín hiệu và các thông tin mà họ có.Để minh họa, xem xét việc lắng nghe một người trong một căn phòng đầy tiếng ồn. Nhiều cuộc hội thoại đang diễn ra, nhưng mỗi hội thoại là một ngôn ngữ khác. Bạn có thể hiểu người bởi vì bạn biết các ngôn ngữ mà họ đang nói. Nếu bạn đang đa ngôn ngữ, bạn sẽ có thể hiểu những gì người khác đang nói quá. CDMA là rất nhiều như thế này. Con số 13You có thể quan tâm để tìm hiểu rằng Hedy Lamarr, Áo nhà khoa học Mỹ, nữ diễn viên, đồng phát minh ra một hình thức đầu của lây lan phổ thông tin công nghệ. Ngày 11 tháng 8 năm 1942, cô và đồng nghiệp của cô, George Antheil, đều được Hoa Kỳ bằng sáng chế 2,292,387. Không ngờ, Lamarr chuyển nghề nghiệp và đã đi vào để làm cho 18 phim từ năm 1940 đến năm 1949, nhưng những khái niệm được bảo hiểm trong bằng sáng chế của mình đóng góp vào sự phát triển của ngày hôm nay của lây lan phổ thông tin liên lạc.GPS hoạt động trong một dải tần số được gọi là ban nhạc L, một phần quang phổ radio giữa 1 và 2 GHz. L-ban nhạc đã được lựa chọn vì nhiều lý do, bao gồm:Đơn giản hóa thiết kế ăng-ten. Nếu tần số đã cao hơn nhiều, sử dụng ăng-ten có thể có được một chút phức tạp.Sự chậm trễ ionospheric là quan trọng hơn ở các tần số thấp hơn. Chúng tôi sẽ nói thêm về ionospheric chậm trễ trong bước 2-tuyên truyền, sau đó trong chương này.Ngoại trừ thông qua một chân không, tốc độ của ánh sáng là thấp ở tần số thấp hơn, như là điều hiển nhiên bởi sự chia tách của màu sắc trong ánh sáng bằng một lăng kính. Bạn có thể nghĩ tốc độ ánh sáng là một hằng số 299,792,458 mét mỗi giây. Nó thực sự 299,792,458 mét mỗi giây trong chân không, nhưng thông qua không khí hoặc bất kỳ phương tiện khác, đó là ít hơn.Các chương trình mã hóa yêu cầu băng thông cao, mà đã không có sẵn trong mỗi dải tần số.Băng tần đã được lựa chọn để giảm thiểu các hiệu ứng thời tiết có trên tuyên truyền tín hiệu GPS.L1 truyền thư chuyển hướng, việc mua lại thô C/A mã (một cách tự do có sẵn cho công chúng) và một mã được mã hóa chính xác (P), được gọi là mã số P(Y) (truy cập hạn chế). Thông báo danh mục chính là một thông điệp tỷ lệ bit thấp bao gồm các thông tin sau:GPS ngày và thời gian.Tình trạng vệ tinh và sức khỏe. Nếu vệ tinh là có vấn đề hoặc đang được điều chỉnh quỹ đạo của nó, nó sẽ không được có thể sử dụng. Khi điều này xảy ra, vệ tinh sẽ truyền tải thông điệp out-of-dịch vụ.Lịch thiên văn dữ liệu vệ tinh, cho phép người nhận để tính toán vị trí của vệ tinh. Thông tin này là chính xác đến nhiều người, nhiều chữ số thập phân. Máy thu có thể xác định chính xác nơi các vệ tinh đã khi nó truyền thời gian của mình.Almanac, chứa thông tin và tình trạng cho tất cả các vệ tinh GPS, để nhận biết những vệ tinh được cung cấp để theo dõi. Ngày bắt đầu lên, một bộ tiếp nhận sẽ khôi phục thi

Kết quả (Việt) 2:

"Tất cả mọi thứ nên được đơn giản càng tốt, nhưng không đơn giản." Albert Einstein.

Tín hiệu vệ tinh GNSS rất phức tạp. Mô tả các tín hiệu đòi hỏi từ nhau phức tạp như giả ngẫu nhiên, tương quan, và Code Division Multiple Access (CDMA). Để giải thích những khái niệm GNSS, trước tiên hãy thảo luận về các tín hiệu vệ tinh GPS.

Đầu tiên và trước hết, GPS được thiết kế như một hệ thống định vị cho Bộ Quốc phòng Mỹ. Để cung cấp thông tin vị trí có độ chính xác cao cho các ứng dụng quân sự, rất nhiều phức tạp được thiết kế vào hệ thống để làm cho nó an toàn và không thấm nước để gây nhiễu và can thiệp. Mặc dù các thành phần quân sự và dân sự của GPS là riêng biệt, một số các công nghệ được sử dụng trong các thành phần quân sự đã được áp dụng cho các thành phần dân sự.

Kể từ khi nó đạt được khả năng hoạt động ban đầu trong tháng 12 1993, GPS đã được có sẵn cho người sử dụng dân, những người có yêu cầu khác nhau cho dịch vụ sẵn có, độ chính xác định vị và chi phí.

các kế hoạch tần số (kế hoạch mô tả các tần số, biên độ và chiều rộng của tín hiệu) cho mỗi hệ thống GNSS là một chút khác nhau. Chúng tôi sẽ mô tả các kế hoạch chi tiết hơn trong Chương 3. Để minh họa cho khái niệm GNSS, tuy nhiên, chúng tôi sẽ mô tả ngắn gọn các chương trình tần số và tín hiệu sử dụng bằng GPS, được thể hiện trong Hình 12. Về mặt khái niệm, điều này không khác nhiều so với kế hoạch tần số dây cáp hay kênh truyền hình phát sóng.

Như thể hiện trong hình 12, các vệ tinh GPS truyền thông tin trên các tần số L1, L2 và L5. Bạn có thể hỏi, "Làm thế nào tất cả các vệ tinh GPS có thể truyền trên các tần số giống nhau không?"

GPS hoạt động theo cách nó vì các chương trình truyền nó sử dụng, được gọi là CDMA.

Hình 12CDMA là một hình thức phổ lây lan. Tín hiệu vệ tinh GPS, mặc dù họ đang ở trên cùng một tần số, được điều chế bằng một chuỗi số giả ngẫu nhiên độc đáo, hoặc mã. Mỗi vệ tinh sử dụng một mã giả ngẫu nhiên khác nhau. Giả ngẫu nhiên có nghĩa là các tín hiệu chỉ xuất hiện ngẫu nhiên; trong thực tế, nó thực sự lặp đi lặp lại sau một khoảng thời gian. Nhận biết mã giả ngẫu nhiên cho mỗi vệ tinh. Điều này cho phép thu tương quan (synchronize) với tín hiệu CDMA cho một vệ tinh riêng. Tín hiệu CDMA đang ở mức rất thấp, nhưng thông qua các mã tương quan này, người nhận có thể phục hồi các tín hiệu và các thông tin mà họ có.

Để minh họa, hãy xem xét nghe một người trong một căn phòng ồn đầy. Nhiều cuộc hội thoại đang diễn ra, nhưng mỗi chuyện là trong một ngôn ngữ khác nhau. Bạn có thể hiểu được người đó vì bạn biết ngôn ngữ mà họ đang nói. Nếu bạn là đa ngôn ngữ, bạn sẽ có thể hiểu được những gì người khác đang nói quá. CDMA là rất nhiều như thế này.

Hình 13You có thể được quan tâm để biết rằng Hedy Lamarr, nhà khoa học người Mỹ gốc Áo và nữ diễn viên, người đồng phát minh ra một hình thức đầu của công nghệ truyền thông trải phổ. Vào ngày 11 tháng tám năm 1942, cô và cô đồng nghiệp, George Antheil, đã được cấp bằng sáng chế Mỹ 2.292.387. Không ngờ, Lamarr chuyển nghề nghiệp và tiếp tục thực hiện 18 bộ phim 1940-1949, nhưng những khái niệm được đề cập trong bằng sáng chế của mình đóng góp vào sự phát triển của truyền thông phổ rộng hiện nay.

GPS hoạt động trong một dải tần số được gọi là L-Band, một phần của phổ vô tuyến giữa 1 và 2 GHz. L-Band đã được lựa chọn vì nhiều lý do, bao gồm:

Đơn giản hóa thiết kế ăng-ten. Nếu tần số đã cao hơn nhiều, ăng-ten dùng có thể đã có được phức tạp hơn một chút.
Chậm trễ Nhiễu tầng khí quyển là quan trọng hơn ở tần số thấp hơn. Chúng tôi sẽ nói thêm về sự chậm trễ tầng điện ly trong Bước 2-Tuyên truyền, sau này trong chương này.
Ngoại trừ thông qua một chân không, tốc độ của ánh sáng là thấp hơn ở tần số thấp hơn, như hiển nhiên bởi sự tách biệt của màu sắc trong ánh sáng đi qua lăng kính. Bạn có thể nghĩ rằng tốc độ của ánh sáng là một hằng số ở 299.792.458 mét mỗi giây. Nó thực sự là 299.792.458 mét mỗi giây trong chân không, nhưng qua không khí hoặc bất kỳ phương tiện nào khác, nó là ít hơn.
Các chương trình mã hóa đòi hỏi băng thông cao, mà là không có sẵn trong mỗi băng tần.
Các băng tần số được chọn để giảm thiểu tác mà thời tiết có trên kênh truyền tín hiệu GPS.
L1 phát đi một thông điệp chuyển hướng, việc mua lại thô C / A code (tự do có sẵn cho công chúng) và một mã số chính xác mã hóa (P), được gọi là (Y) mã P (truy cập bị hạn chế). Các thông điệp chuyển hướng là một tin nhắn tỷ lệ bit thấp bao gồm các thông tin sau:

. Ngày GPS và thời gian
Tình trạng vệ tinh và sức khỏe. Nếu vệ tinh là có vấn đề hoặc quỹ đạo của nó đang được điều chỉnh, nó sẽ không thể sử dụng được. Khi điều này xảy ra, các vệ tinh sẽ truyền out-of-dịch vụ tin nhắn.
Dữ liệu thiên văn vệ tinh, cho phép người nhận để tính toán vị trí của vệ tinh. Thông tin này là chính xác đến nhiều người, nhiều chữ số thập phân. Người nhận có thể xác định chính xác nơi các vệ tinh là khi nó được truyền thời gian của mình.
Almanac, chứa các thông tin và tình trạng cho tất cả các vệ tinh GPS, vì vậy nhận biết được các vệ tinh có sẵn để theo dõi. Ngày bắt đầu lên, một máy thu sẽ khôi phục lại thi