GPS接收机多径抑制技术的研究与实现

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全球定位系统GPS(Global Positioning System),是在无线通信技术、导航卫星技术的基础上发展起来的卫星导航定位系统。自从问世以来,GPS已经充分展示了其在导航、定位领域中的重要地位,而许多领域也由于GPS的出现而发生了革命性变化。但是现阶段,仍有许多因素影响着GPS的定位精度,多径效应就是其中之一,特别在城市环境中,多径干扰显得尤为严重。   本文重点研究了GPS接收机的多径效应及相关抑制算法。采用基于环路结构的多径抑制算法,接收机能够在多径干扰环境下完成高精度定位。本文首先分析了GPS的信号特性和GPS接收机相关原理、整体结构。其次,针对码环和载波环,研究了多径信号对定位精度产生影响的原因,并构建了几种常用的多径抑制算法,完成仿真与结果分析,在此基础上对各种算法的性能进行比较。论文中给出了改进型Strobe鉴相器方案,在传统型Strobe算法的基础上,结合对不同多径延迟特性的分析,推导出修正项,使其能够在短多径的条件下,更好地进行误差估计,完成精确定位。文中给出了该方案的理论推导和实现过程。论文最后将改进型Strobe鉴相器算法应用到实验室自主研发的GPSSEU接收机中。   本文结合GPSSEU接收机现有软硬件架构,设计并完成改进型Strobe鉴相器,接收机的多径抑制能力得到大幅提高。测试结果证明,与传统型Strobe鉴相器相比,改进型Strobe鉴相器的短多径抑制性能提高了60%,且噪声抑制性能良好。
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