GNSS伪距从码片到米的单位转换

一时失言乱红尘 2024-02-23 07:30 4阅读 0赞

## 概述 ##

因为公司项目的需求，需要解析各种GNSS接收机的协议。在解析的过程中，经常涉及GNSS接收机协议伪距数据的单位转换问题，目前遇到最多就是从码片(chip)转换成米(m)的情况，故而通过该文章记录下来，方便将来检索。  
目前接触的GNSS接收机协议，大部分都是L1/G1/B1频点才会出现码片计数的情况，这应该和早期接收机的设计有关，新出的接收机已经很少用码片作为单位的，大部分都是用米。故而文章也只是针对L1/G1/B1频点做出相关记录。

## 基础知识 ##

### GPS 信号 ###

#### L1 C/A ####

GPS L1 C/A播发的码型是Gold码。码周期是1023个码片，所以在1.023MHz时钟驱动下，一个周期信号长度(1023个码片)为1ms，即每隔1ms产生一个周期的全部1023个码片，每个码片持续时间长度为1ms/1023 ≈1us，码元的宽度为293.05m，测距精度为2m到3m。

### GLONASS 信号 ###

#### L1(G1)/L2(G2) ####

GLONASS信号民用播发都是C/A码，码速率为511 kHz ，码长511 ，码周期1 ms 。

### 北斗信号 ###

#### B1I ####

北斗伪卫星系统中Gold码的速率为2.046Mcps，长度为2046，伪码周期为1ms，即1个伪码周期包含2046个码片。

## 具体代码 ##

#ifndef LIGNT_SPEED
    #define LIGNT_SPEED (299792458.0)
    #endif
    
    /*sow   ：历元时刻*/
    /*chips ：码片计数*/
    /*raidx ：数据协议中的单位，例如：1/2048 chip，该字段就是2048*/
    double gps_l1_chip2pr(double sow, double chips, int raidx)
    {
        
    	double s = sow - (int)sow; //计算观测数据非整秒时刻
    	double p = chips / (raidx * 1.0) / 1024000.0; //计算发射时刻, 1024000 = 码长 * 1000(转换成以秒为单位)
    	double d = s - p; //计算传输时长
    	if(d < 0.0) {
         d += 1.0f; } //负数，表示传输过程中跨秒了，故而 +1.0f
    	return d * LIGNT_SPEED; //传输时长 * 光速 = 伪距
    }
    
    /*sow   ：历元时刻*/
    /*chips ：码片计数*/
    /*raidx ：数据协议中的单位，例如：1/2048 chip，该字段就是2048*/
    double bd_b1i_chip2pr(double sow, double chips, int raidx)
    {
        
    	double s = sow - (int)sow; //计算观测数据非整秒时刻
    	double p = chips / (raidx * 1.0) / 2046000.0; //计算发射时刻, 2046000 = 码长 * 1000(转换成以秒为单位)
    	double d = s - p; //计算传输时长
    	if(d < 0.0) {
         d += 1.0f; } //负数，表示传输过程中跨秒了，故而 +1.0f
    	return d * LIGNT_SPEED; //传输时长 * 光速 = 伪距
    }
    
    /*sow   ：历元时刻*/
    /*chips ：码片计数*/
    /*raidx ：数据协议中的单位，例如：1/2048 chip，该字段就是2048*/
    double glo_b1i_chip2pr(double sow, double chips, int raidx)
    {
        
    	double s = sow - (int)sow; //计算观测数据非整秒时刻
    	double p = chips / (raidx * 1.0) / 511000.0; //计算发射时刻, 511000 = 码长 * 1000(转换成以秒为单位)
    	double d = s - p; //计算传输时长
    	if(d < 0.0) {
         d += 1.0f; } //负数，表示传输过程中跨秒了，故而 +1.0f
    	return d * LIGNT_SPEED; //传输时长 * 光速 = 伪距
    }

## 参考链接 ##

[多种全球定位导航系统的对比，信号及频谱分布][Link 1]  
[GPS 入门 11——GPS C/A码产生与性质][GPS _ 11_GPS C_A]  
[GPS载波频率][GPS]

[Link 1]: https://www.sohu.com/a/390702165_695278
[GPS _ 11_GPS C_A]: https://blog.csdn.net/weixin_42887421/article/details/119753482
[GPS]: https://zhuanlan.zhihu.com/p/615361536?utm_id=0