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歷的時間歷程
時刻：客觀物質運動某一個狀態發生的瞬間，通常以離開時間坐標軸原點的距離來表示。
時間系統：原點（起始歷元）和測量尺度（時間的單位）。
確定時間的基准
條件：
運動的周期具有充分的穩定性，即在不同時期該基准所表征的運動周期必須一致；
周期運動必須具有復現性，要求在任何地方、任何時間，該基准所表征的運動周期在實驗中或觀測中可以復現；
時間間隔的均勻性；
1、地球自轉運動
2、地球公轉運動
3、諧波振盪
分類
世界時（Universal Time， UT）：以地球的自轉周期為基准獲得的是世界時
恆星時
平太陽時
世界時
歷書時（Ephemeris Time,ET）：以地球公轉周期為基准獲得的是歷書時
原子時（Atomic Time，TA）：以諧波振盪為周期獲得的是原子時
協調世界時（Coordinate Universal Time，UTC）：將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。
恆星時：以春分點為參考點，由春分點周日視運動確定恆星日。
恆星時是地方時，在同一瞬間各地的恆星時不同；
春分點受歲差和章動影響：真春分點對應真恆星時；平春分點對應平恆星時；
由於地球自轉的不均勻性，所以恆星時也是不均勻的；
平太陽時：以真太陽周日視運動的平均速度為基准。
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
世界時由於是來自於地球的自轉引起的，由於地球長期趨勢是越來越慢，會導致世界時得出的1s會越來越長；
通常將地球按子午線（連接南北極的線）划分為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，於是，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；
歷書時：描述天體運動方程式中采用的時間系統或天體星歷表中應用的時間，稱為歷書時；
以地球公轉運動作為定義時間測量的基准。19世紀末，紐康根據地球繞太陽的公轉運動編制了太陽星歷表，人們以此作為歷書時定義的基准；
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（隨天文常數改變）。
原子時（Atomic，TA）
以物質內部原子運動的特征為基礎，由於地球自轉，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：位於海平面上的銫133原子基態兩個超精細能級在零磁場中躍遷輻射的電磁振盪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多台原子鍾（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台自由運轉的原子鍾所給出的數據，經數據統一處理后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，在時刻上盡量接近於世界時的一種時間測量基准。
|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秒來調整一秒鍾（基本加1秒鍾）或12月31日最后一秒；
23h59m59s，23h59m60s（這里加了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並維持的原子時系統
原點：1980年1月6日0時（與協調世界時UTC一致）
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之間的差距隨時間逐漸增大，並將一直是秒的整數倍。
GLONASS時間系統（GLONASST）
GLONASS時屬於原子時系統，其秒長與原子時秒長相同，並與莫斯科地區的協調世界時保持一致。
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差值；
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，接收設備的復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
頻率范圍 波長 符號 用途
3Hz-30kHz 104-108m 甚低頻VLF 音頻、電話、數據終端長距離導航、時標
30-300kHz 103-104m 低頻LF 導航、信標、電力線通信
300kHz-3MHz 102-103m 中頻MF 調幅廣播、移動陸地通信、業余無線電
3MHz-30MHz 10-102m 高頻HF 移動無線電話、短波廣播、頂點軍用通信、業余無線電
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 微波接力、衛星空間通信、雷達
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，那么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以下的只適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后，那到達接收機的能量就非常非常小，就沒法接收這個信號了。
那么要想把這些比較低的導航電文發送到地面，那就需要將這些低頻率的導航電文搬到頻率很高的地方來，怎么搬移呢，搬的過程就是要加一個載體，怎么加，就是指的信號調制
信號調制：
任何能量有限的信號都可以正弦波表示（FFT）：
c(t) = A . cos(ωt + φ);A:幅度，ω：頻率，φ：相位
那么怎么加導航電文呢？
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；
用一個信號（調制信號）去控制另一個信號（載波信號）的某個參量，產生已調制信號。
信號調制的目的：
基帶信號（低頻）的頻譜變換到頻帶信號（帶通信號）
實現信號遠程傳輸
改變信號的頻率，使不同的用戶接收各自頻段的信號
抗干擾
實現多址，提高頻段利用率
調制方式
模擬調制：調制信號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：調制信號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
調制信號（要發送的導航電文）---數字信號
振幅鍵控（ASK）
使載波的振幅隨着調制信號的大小變化而變化的調制方式。
在幅度調制方式中，兩個不同載波信號的幅值分別代表兩個二進制數字0和1.有時，也用恆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，通過調制之后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，數字基帶信號的頻譜經過調制后被搬移到中心頻率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）
使載波的瞬時頻率隨着調制信號的大小而變，而幅度保持不變的調制方式。
兩個不同頻率的載波分別代表二進制數字0和1.
特點：抗干擾能力優於調幅，但頻帶利用率不高，也只在傳輸較低速率的數字信號時得到廣泛應用。
相移鍵控（PSK）
利用原始信號控制載波信號的相位。
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的載波分別表示二進制數字0和1，則為二相調制（BPSK）
四個離散相位狀態分別表示兩位的數字信號，稱為四相調制（QPSK）。
QPSK信號的正弦波有四個可能的離散相位狀態，每個相位可攜帶2個二進制符號。QPSK信號可表示為：
θi有四中變化，如θi可以取上面兩種情況之后，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：最佳調制信號，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號，防止彼此之間發生干擾
多址技術（每個衛星都分配一個地址）
頻分多址（Frequency Division Multiplexing Access， FDMA）
用頻譜搬移的方法使不同信號占據不同的頻率范圍
時分多址（Time Division Multiplexing Access，TDMA）
將可使用的衛星轉發器在時間上分割成若干個互不重疊的時隙，各個站按分配的時隙使用。時隙在時域上是正交的，接收站利用定時信號來選擇不同地址的信號。
碼分多址（Code Division Multiplexing Access,CDMA）
通過不同的編碼序列來區分不同的用戶。所有用戶可以使用同一個頻率，但是每個用戶都被分配帶有一個獨特的碼序列，該序列碼與所有其他用戶的碼序列相互正交性，各個用戶相互之間也沒有干擾。
直接序列方式（DS）
跳頻方式（FH）
跳時方式（TH）
特點：頻帶利用率高、抗干擾、保密性、隱蔽性、靈活性以及抗頻率選擇性衰落等
空分多址（Space Division Multiplexing Access， SDMA）