衛星導航時間系統
含義：時間間隔和時刻
時間間隔：客觀物質運動過程所經曆的時間曆程
時刻：客觀物質運動某一個狀态發生的瞬間，通常以離開時間坐标軸原點的距離來表示。
時間系統：原點（起始曆元）和測量尺度（時間的機關）。
确定時間的基準
條件：
運動的周期具有充分的穩定性，即在不同時期該基準所表征的運動周期必須一緻；
周期運動必須具有複現性，要求在任何地方、任何時間，該基準所表征的運動周期在實驗中或觀測中可以複現；
時間間隔的均勻性；
1、地球自轉運動
2、地球公轉運動
3、諧波振蕩
分類
世界時（Universal Time， UT）：以地球的自轉周期為基準獲得的是世界時
恒星時
平太陽時
世界時
曆書時（Ephemeris Time,ET）：以地球公轉周期為基準獲得的是曆書時
原子時（Atomic Time，TA）：以諧波振蕩為周期獲得的是原子時
協調世界時（Coordinate Universal Time，UTC）：将原子時和世界時結合起來，就成為了協調世界時。
GPS時間系統（GPST）
GLONASS時間系統（GLONASST）
世界時（Universal Time，UT）
人類建立的第一個科學時間系統，以地球自轉運動為基礎。
恒星時：以春分點為參考點，由春分點周日視運動确定恒星日。
恒星時是地方時，在同一瞬間各地的恒星時不同；
春分點受歲差和章動影響：真春分點對應真恒星時；平春分點對應平恒星時；
由于地球自轉的不均勻性，是以恒星時也是不均勻的；
平太陽時：以真太陽周日視運動的平均速度為基準。
世界時：以平子夜作為零時的格林尼治平太陽時，稱為世界時。 以平子夜作為0時開始的格林威治 平太陽時 ,稱為世界時，簡稱UT
世界時由于是來自于地球的自轉引起的，由于地球長期趨勢是越來越慢，會導緻世界時得出的1s會越來越長；
通常将地球按子午線（連接配接南北極的線）劃分為24個時區，每個時區以中央子午線（兩天子午線的中間）的平太陽時為該區的區時，于是，零時區的平太陽時即為世界時。
中國的區時與格林時間時區相差了8個時區；
曆書時：描述天體運動方程式中采用的時間系統或天體星曆表中應用的時間，稱為曆書時；
以地球公轉運動作為定義時間測量的基準。19世紀末，紐康根據地球繞太陽的公轉運動編制了太陽星曆表，人們以此作為曆書時定義的基準；
特點：理論上是一種均勻的時間尺度，實際測定比較困難，精度低，不連續（随天文常數改變）。
原子時（Atomic，TA）
以物質内部原子運動的特征為基礎，由于地球自轉，與世界時不同步。
原點：1958年1月1日世界時零時的瞬間，與世界時銜接，實際原子時的原點:TA=UT2-0.0039s
尺度：位于海平面上的铯133原子基态兩個超精細能級在零磁場中躍遷輻射的電磁振蕩9192631770周所持續的時間，為以原子秒。
雖然精度比較高，但是和我們日常生活脫節比較大；
國際原子時（TAI）：
國際時間局通過對比國際上100多台原子鐘（地方原子時）推算出的全世界統一的原子時。
BIPM依據全球約60個時間實驗室中的大約240台自由運轉的原子鐘所給出的資料，經資料統一處理後來給出國際原子時的。
協調世界時（Coordinate Universal Time，UTC）以原子時秒長為基礎，在時刻上盡量接近于世界時的一種時間測量基準。
|協調世界時-世界時| < 0.9秒
跳秒：通常在6月30日晚上的23點59分60秒來調整一秒鐘（基本加1秒鐘）或12月31日最後一秒；
23h59m59s，23h59m60s（這裡加了1秒）,00h00m,00s;
協調世界時是不連續的；
GPS時間系統（GPST）：它是全球定位系統自己建立并維持的原子時系統
原點：1980年1月6日0時（與協調世界時UTC一緻）
尺度：與原子時秒長相等
是否跳秒：不跳秒（與UTC存在時差）
GPST與國際原子時TAI時間差
GPST=TAI-19（s）
GPST與協調世界時UTC之間的差距随時間逐漸增大，并将一直是秒的整數倍。
GLONASS時間系統（GLONASST）
GLONASS時屬于原子時系統，其秒長與原子時秒長相同，并與莫斯科地區的協調世界時保持一緻。
GLOBASST + C1 = UTC(SU) + 03h.00min
與GPST的不同：
與UTC（SU）同步跳秒，因而GLONASS時與協調世界時沒有固定的整秒內插補點；
衛星通信調制技術
衛星導航頻段
衛星導航頻段的選擇影響導航系統的傳輸容量、發射功率、衛星接收天線的大小，接收裝置的複雜程度以及成本的高低。
選擇頻段的要求：
電波傳播衰減盡可能小
天線接收的外界噪聲要小
GPS距離地面20020KM
無線電波頻率
頻率範圍 波長 符号 用途
3Hz-30kHz 104-108m 甚低頻VLF 音頻、電話、資料終端長距離導航、時标
30-300kHz 103-104m 低頻LF 導航、信标、電力線通信
300kHz-3MHz 102-103m 中頻MF 調幅廣播、移動陸地通信、業餘無線電
3MHz-30MHz 10-102m 高頻HF 移動無線電話、短波廣播、頂點軍用通信、業餘無線電
30-300MHz 1-10m 甚高頻VHF 電視、調頻廣播，空中管制、車輛、通信、導航
300MHz-3GHz 10-100cm 特高頻UHF
3-30GHz 1-10cm 超高頻SHF 微波接力、衛星空間通信、雷達
30-300GHz 1-10mm 極高頻EHF 雷達、微波、射電天文學
107-108GHz 3*10-5cm-3*10-4cm 紫外可見光、紅外 光通信
波長越長穿透能力越強；
GPS的頻率為1.5GHz
傳輸的導航電文要發送到地面接收的話，那麼發送的導航電文可能是幾十到幾kHz，如果說從衛星上直接發送這個頻率，從上面可以看出發送幾kHz以下的隻适合陸地表面的短距離通信，因為從衛星發射要穿過電離層，因為在低頻的情況下很容易被電離層吸收；那大部分能量都被電離層吸收之後，那到達接收機的能量就非常非常小，就沒法接收這個信号了。
那麼要想把這些比較低的導航電文發送到地面，那就需要将這些低頻率的導航電文搬到頻率很高的地方來，怎麼搬移呢，搬的過程就是要加一個載體，怎麼加，就是指的信号調制
信号調制：
任何能量有限的信号都可以正弦波表示（FFT）：
c(t) = A . cos(ωt + φ);A:幅度，ω：頻率，φ：相位
那麼怎麼加導航電文呢？
如果加到幅度就是調幅，加到頻率就是調頻，改變相位就是調相；
用一個信号（調制信号）去控制另一個信号（載波信号）的某個參量，産生已調制信号。
信号調制的目的：
基帶信号（低頻）的頻譜變換到頻帶信号（帶通信号）
實作信号遠端傳輸
改變信号的頻率，使不同的使用者接收各自頻段的信号
抗幹擾
實作多址，提高頻段使用率
調制方式
模拟調制：調制信号為連續型的正弦波調制。分為振幅調制、頻率調制、相位調制；
數字調制：調制信号為數字型的正弦波調制；
振幅鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）、相移鍵控（PSK）
載波---正弦波
調制信号（要發送的導航電文）---數字信号
振幅鍵控（ASK）
使載波的振幅随着調制信号的大小變化而變化的調制方式。
在幅度調制方式中，兩個不同載波信号的幅值分别代表兩個二進制數字0和1.有時，也用恒定幅度的載波的有或無來代表二進制數字0和1.
上面圖當中，中間的矩形波代表的是二進制的波形，通過調制之後形成了下面的正弦波，0對應最下面的幅度為1，1對應正弦波的幅度為2；
特點：線性調制，數字基帶信号的頻譜經過調制後被搬移到中心頻率wc的載波頻帶上，而不改變其頻譜結構。誤碼性能較差，功率利用不充分，衛星通訊較少使用。
效率也比較低、線性調制而且這種調制方式不可靠！！！！！！！！！！！！！！
頻移鍵控（FSK）
使載波的瞬時頻率随着調制信号的大小而變，而幅度保持不變的調制方式。
兩個不同頻率的載波分别代表二進制數字0和1.
特點：抗幹擾能力優于調幅，但頻帶使用率不高，也隻在傳輸較低速率的數字信号時得到廣泛應用。
相移鍵控（PSK）
利用原始信号控制載波信号的相位。
相位調制方式中，可以用不同相位的載波，如用相位為0和pi的載波分别表示二進制數字0和1，則為二相調制（BPSK）
四個離散相位狀态分别表示兩位的數字信号，稱為四相調制（QPSK）。
QPSK信号的正弦波有四個可能的離散相位狀态，每個相位可攜帶2個二進制符号。QPSK信号可表示為：
θi有四中變化，如θi可以取上面兩種情況之後，可根據i=1,2,3,4來獲得不同的相位值。
載波相位例中，看不清楚的是pi/4,3pi/4等。右邊是在不同初始相位情況下的四種調制；
上面是二進制
上面是四進制情況
特點：最佳調制信号，相同條件下，PSK誤碼率最小，采用雙相平衡調制方式具有很高的抗偵破能力。
為了區分不同衛星發射的信号，防止彼此之間發生幹擾
多址技術（每個衛星都配置設定一個位址）
頻分多址（Frequency Division Multiplexing Access， FDMA）
用頻譜搬移的方法使不同信号占據不同的頻率範圍
時分多址（Time Division Multiplexing Access，TDMA）
将可使用的衛星轉發器在時間上分割成若幹個互不重疊的時隙，各個站按配置設定的時隙使用。時隙在時域上是正交的，接收站利用定時信号來選擇不同位址的信号。
碼分多址（Code Division Multiplexing Access,CDMA）
通過不同的編碼序列來區分不同的使用者。所有使用者可以使用同一個頻率，但是每個使用者都被配置設定帶有一個獨特的碼序列，該序列碼與所有其他使用者的碼序列互相正交性，各個使用者互相之間也沒有幹擾。
直接序列方式（DS）
跳頻方式（FH）
跳時方式（TH）
特點：頻帶使用率高、抗幹擾、保密性、隐蔽性、靈活性以及抗頻率選擇性衰落等
空分多址（Space Division Multiplexing Access， SDMA）