GNSS技術(shù)干貨：衛(wèi)星歷書，我要找到你喊出你的名字
在GNSS領(lǐng)域的Almanac（歷書）極為重要，歷書內(nèi)包含整個星座所有衛(wèi)星的概略位置，狀態(tài)等有用信息以幫助GNSS接收機不用漫無目地在星辰大海里去尋找微弱的衛(wèi)星，而是可以做到所有衛(wèi)星的大概位置了然于心，借助歷書GNSS接收機可以輕松的對每一顆衛(wèi)星大聲說：我要找到你-每一顆衛(wèi)星并喊出你的名字！
這里歷書的作用與我們生活中常用公開的日歷 一樣類似，通過日歷我們很容易查詢到今年有多少周末，每個節(jié)假日具體是哪一天等等。同樣的我們?nèi)ケ倍返墓俜骄W(wǎng)站一樣能查詢到最新每顆北斗衛(wèi)星歷書參數(shù)。
北斗B1I導(dǎo)航電文
我們以北斗B1I-ICD文件為例，介紹北斗D1 導(dǎo)航電文由超幀、主幀和子幀組成。每個超幀為36000 比特，歷時12 分鐘，每個超幀由24 個主幀組成（24 個頁面）；每個主幀為1500 比特，歷時30 秒，每個主幀由5 個子幀組成；每個子幀為300比特，歷時6 秒，每個子幀由10 個字組成；每個字為30 比特，歷時0.6 秒。
D1 導(dǎo)航電文包含有基本導(dǎo)航信息，包括：本衛(wèi)星基本導(dǎo)航信息（包括周內(nèi)秒計數(shù)、整周計數(shù)、用戶距離精度指數(shù)、衛(wèi)星自主健康標(biāo)識、電離層延遲模型改正參數(shù)、衛(wèi)星星歷參數(shù)及數(shù)據(jù)齡期、衛(wèi)星鐘差參數(shù)及數(shù)據(jù)齡期、星上設(shè)備時延差）、全部衛(wèi)星歷書信息及與其它系統(tǒng)時間同步信息（UTC、其它衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)）。
歷書描述了每一顆衛(wèi)星的位置，在太空中我們常用開普勒軌道六根數(shù)描述衛(wèi)星的軌道形狀大小和空間指向，從而確定任意時刻衛(wèi)星在軌道上的位置和速度。
幾個關(guān)鍵的點需要多著墨：每一顆衛(wèi)星的導(dǎo)航電文內(nèi)都有整個星座的歷書，北斗B1I歷書至少需要12分鐘才能完整播完，歷書作為概略位置有效周期比較長，不需要實時更新。
實踐測試
為了實際感受衛(wèi)星歷書的作用，我們可以通過衛(wèi)星導(dǎo)航模擬器做一個小測試來檢驗。
實驗?zāi)康模?nbsp; 通過本次測試檢驗接收機能否完整接收并正確解析導(dǎo)航電文的歷書信息，實現(xiàn)對未見衛(wèi)星的位置預(yù)測。
GPS L1 C/A同樣與B1I信號有類似的歷書結(jié)構(gòu)，利用思博倫衛(wèi)星導(dǎo)航模擬器GSS7000 仿真一個單GPS場景，場景開始總共有9顆GPS衛(wèi)星，我們主動關(guān)閉多余衛(wèi)星只保留4顆PosApp軟件帶※的最好DOP值衛(wèi)星數(shù)，這也是能定位的最小衛(wèi)星數(shù)量。
利用接收機上位機軟件我們通過NMEA語句GSV內(nèi)能看到當(dāng)前可見的衛(wèi)星SVID，高度角，方位角，C/N0就只有4顆衛(wèi)星。
隨著測試時間的繼續(xù)，大約20分鐘以后。這里建議可以多等等至30分鐘+以便接收機至少兩次機會充分完整接收完歷書?？梢钥吹絇osApp界面仍然只有4顆衛(wèi)星在發(fā)射功率信號，其他的衛(wèi)星也在仿真但是功率被關(guān)閉，并未輸出RF射頻信號。
此時觀察接收機的狀態(tài)， 可見的衛(wèi)星不止之前的4顆衛(wèi)星，而是多了SVID 9，11，20，6這幾個衛(wèi)星， 他們的C/N0都為零，也就是并未收到該信號，也正是PosApp軟件界面主動關(guān)閉功率的衛(wèi)星。但是接收機卻能通過當(dāng)前收到的衛(wèi)星歷書推算出這些未見面的衛(wèi)星高度角，方位角，也就是知道了它應(yīng)該在哪里。
歷書的作用，直接映射到實際中舉一個直觀的例子比如接收機旁邊路過一個高大的建筑物，由于遮擋某顆衛(wèi)星暫時無法收到，但是接收機通過歷書仍然知道該衛(wèi)星在哪里，隨著衛(wèi)星或者接收機的運動脫離了遮擋，這顆衛(wèi)星便不用再重新掃描搜索而是能快速追蹤鎖定。
總結(jié)
衛(wèi)星歷書Almanac是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的重要輔助數(shù)據(jù)， 它包含星座所有衛(wèi)星概略位置以及衛(wèi)星健康狀態(tài)的合集。因為它是概略的位置信息不能像星歷那樣精確能直接用來定位，但是卻有較長的有效期，有資料提及GPS衛(wèi)星歷書最長有效期可達90天。接收機利用歷書能夠計算天空中任意時刻衛(wèi)星的概略位置以幫助接收機快速搜索鎖定衛(wèi)星，提高定位效率。