A. De Simone, "Posizionamento Doppler con osservabili GPS

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terrestre. La frequenza fondamentale del clock dei satelliti è di 10.23 MHz e viene impiegata per generare le tre componenti principali del segnale GPS: le portanti, i codici ed il messaggio di navigazione. Le portanti del segnale, ottenute moltiplicando la frequenza fondamentale per opportuni coefficienti, sono due: con lunghezza d‟onda con lunghezza d‟onda L‟uso combinato delle due frequenze permette ai ricevitori a doppia frequenza di eliminare il ritardo del segnale dovuto alla rifrazione ionosferica. La misura del tempo di propagazione del segnale, dal satellite al ricevitore, viene ricavata a partire dai codici binari, detti ranging code, che modulano le portanti con la tecnica BPSK 5 . In particolare la tecnica di modulazione BPSK adottata dal GPS prende il nome di DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum). I codici, pur avendo natura deterministica, hanno un aspetto pseudo-casuale, da cui il nome di pseudo-random noise (PRN); essi, sono generati mediante la tecnica SSM 6 e dimostrano buone caratteristiche di resistenza alle interferenze ambientali e buona robustezza rispetto alla decodifica da parte di ricevitori non autorizzati (Cina, 2000). La figura seguente illustra il processo di modulazione della portante (RF carrier), modulata dai dati del messaggio di navigazione (Data waveform) e dai codici pseudo-casuali (spreading waveform). Il segnale modulato è individuato dalla dicitura DSSS signal. 5 La modulazione BPSK (Binary Phase-Shift Keying) è basata sul cambio di fase di 180° della portante in corrispondenza di un cambio di valore nel segnale modulante; non è prevista invece alcuna variazione di fase se il segnale modulante resta costante. 6 La tecnica SSM (Spread Spectrum Modulation) consiste nell‟impiegare una banda di frequenza molto più larga di quella necessaria per il segnale. 22
Figura 2.4 – Modulazione del Segnale GPS (da Kaplan 2006) I ranging codes, quali codici modulanti utilizzati per stimare la distanza satellite ricevitore, sono due: il codice C/A ed il codice P. Il codice C/A (Coarse Acquisition) ha una frequenza pari a ed è diverso per ogni satellite; tale codice, destinato al servizio SPS, modula solo la portante L1 e consente un posizionamento meno preciso del codice P. Il codice P (Precision o Protect,) ha una frequenza e, come nel caso del codice C/A, è diverso da satellite a satellite; destinato al serivzio PPS, modula entrambe le portanti ed è decodificabile dai soli ricevitori autorizzati dal DoD. Un terzo codice modulante, con una frequenza di 50 Hz, costituisce il messaggio di navigazione. Indicato generalmente con la lettera D, esso modula entrambe le portanti e 23
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