精碼是指全球定位系統衛星用於發播精密測距的偽隨機噪聲碼。精碼是測距碼的一種，用於測定從衛星到接收機之間距離的二進制碼。
基本介紹
- 中文名：精碼
- 外文名：precise code
- 屬於：測距碼
- 簡稱：P碼或Y碼
- 辨別：精碼和粗碼
簡介,精碼特點,精碼的捕獲,測距碼的調製,精碼與粗碼,精碼偽距與碼偽距觀測值,
簡介
精碼（P碼或Y碼）是GPS 衛星中所用的測距碼，從性質上講屬於偽隨機噪聲碼。其碼元波長約29．3米，測量精度可達0．29米，精度比C/A碼高，故稱精碼。該測距碼又同時調製在L1和L2兩個載波上，可較完善地消除電離層延遲，故用它來測距可獲得較精確的結果。P碼是一種結構保密的軍用碼，美國政府不提供給一般GPS 民用用戶使用。
精碼特點
P碼約267d重複一次，實際上P碼周期被分為38個部分（每一部分周期為7d，碼長約為6.19X1012bit），其中有1個部分閒置，5個部分給地面監控站使用，32個部分分配給不同的衛星。這樣，每顆衛星使用P碼的不同部分，都具有相同的碼長和周期，但結構不同。
精碼的捕獲
因為P碼的碼長約為6.19X1012bit，所以如果仍採用搜尋C/A碼的辦法來捕獲P碼，即逐個碼元依次進行搜尋，當搜尋的速度仍為每秒50碼元時，那是無法實現的（約需14X105d）。因此，一般都是先捕獲C/A碼，然後根據導航電文中給出的有關信息（即Z計數，獲得觀測時刻在P碼中的位置），便可容易地捕獲P碼。
測距碼的調製
在無線電通信技術中，為了有效地傳播信息，都是將頻率較低的信號載入在頻率較高的載波上，此過程稱為調製。GPS衛星的測距碼和數據碼是採用調相技術調製在載波上的。GPS 中的三種信號調製合成後向全球發射，形成隨時都可以接收到的GPS信號。其中由數據流和兩種測距碼分別以同相和正交的方式進行調製。
精碼與粗碼
測距碼是用於測定衛星至接收機間距離的二進制碼，GPS衛星中所用的測距碼從性質上講，屬於偽隨機噪聲碼，它們看似一組取值（0或1）完全無規律的隨機噪聲碼序列，其實是具有確定編碼規則編排起來的、可以複製的周期性的二進制序列，且具有類似於隨機噪聲碼的自相關性特性。結構相同的隨機碼序列通過平移碼元數，相應的碼元相互對齊，易於測量。測距碼是由若千個多級反饋移位暫存器所產生的m序列經平移、截短、求模和等一系列複雜處理後形成的。根據性質和用途的不同，在GPS衛星發射的測距碼信號中包含了C/A和P碼兩種偽隨機噪聲碼信號，各衛星所用的測距碼互不相同。
粗碼（C/A碼）：C/A 碼用於進行粗略測距和捕獲精碼的測距碼稱為粗碼，也稱為捕獲碼。C/A 碼的測距精度一般為+（2~3）m。C/A 碼是一種結構公開的明碼，供全世界所有的用戶免費使用。C/A 碼的碼長為1023bit；碼元寬度為0.977517us，相應距離為293.1m；周期為1ms；數碼率為1.023Mbit/s。GPS星座中的不同衛星使用結構各異的C/A 碼，這樣既便於複製又易於區分。
精碼（P碼或Y 碼）：精碼產生的原理與C/A碼相似，但更複雜。發生電路採用的是兩組各由12級反饋移位暫存器構成。
區別：由於P碼的碼元寬度為C/A碼的1/10，若取碼元對齊精度仍為碼元寬度的1/100，則相應的距離誤差為0.29m，故P碼稱為精碼。
精碼偽距與碼偽距觀測值
偽距觀測量按精度可分為精碼（P碼或Y 碼）偽距和粗碼（C/A 碼）偽距，其中P（Y）碼碼長為29.3 m，C/A 碼碼長為293 m。偽距觀測量是通過測量衛星信號從發射時刻到接收機接收時刻的時間差（時延），然後乘以光速所計算得到的距離觀測量。傳播時延是利用接收機內部碼跟蹤環路，對衛星時鐘產生的測距碼和由接收機複製的、結構完全一致的測距碼進行比較，然後在相關係數達到最大值時得到的。由於兩個碼是分別根據衛星時鐘和接收機時鐘產生的，它們都不可避免的存在時鐘誤差，另外電離層和對流層也會對偽距產生影響，因此實際的偽距觀測量並不等於衛星和接收機之間真實的幾何距離。
