基于统计模型的多径误差评估和现代导航信号多径抑制技术研究

来源 :国防科学技术大学 | 被引量 : 7次 | 上传用户:delphi_quaker
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
卫星导航系统中的多径干扰降低了接收机伪码和载波相位的测距精度,影响了跟踪性能,且多径误差与接收环境、天线特性、信号调制方式以及接收机的软、硬件处理算法密切相关,使得多径误差难以利用差分技术消除,成为制约接收机乃至整个系统精度提升的主要甚至支配性误差之一。论文以卫星导航信号的伪码多径抑制技术为主线,针对卫星导航系统中的多径误差评估、新型信号多径抑制和GEO卫星多径抑制等关键技术,从四个方面开展了研究工作:1)针对传统多径抑制性能评估准则不易应用于实际接收环境的问题,提出一种基于多径统计模型的多径抑制性能评估准则,提出了改进的多径误差包络和平均多径误差两个新的评估指标,能够有效反映接收机在不同接收条件的多径抑制性能。仿真指出BOC(1,1)信号相比BPSK(1)信号的平均多径误差仅改善了8%~15%,且接收机实测结果与仿真数据吻合。针对多径参数估计类算法,建立了两种典型接收环境和仿真参数,并分析了多径估计延迟锁定环和Teager-Kaiser算子在场景下的多径性能,指出两种算法在多路中距离延迟强多径信号的情况下抑制性能较弱。2)针对现有DLL类多径抑制技术在BOC类信号下鉴别曲线存在错锁点,导致跟踪模糊度的问题,本文以提出的最优鉴别曲线为目标函数,采用截断奇异值分解辅助的最小二乘方法,设计了鉴别曲线无模糊跟踪点的本地相关器组和本地码相关参考波形。仿真结果表明,对不同带宽下的BPSK和BOC信号可实现无模糊的相干和非相干鉴别曲线。在不同条件下,设计鉴别器性能表现不一,以前端带宽为16.368 MHz时的BOC(1,1)信号为例,设计相关器组的多径误差包络面积降低为原来的77.62%,而跟踪精度相比W2波形高了约3至5 dB。3)针对最小二乘方法设计结果跟踪精度不高的问题,以及当前高阶BOC信号无模糊接收技术无法有效抑制中远延迟多径的问题,提出双载波环路与参考波形联合技术以及DLL抗多径与TK算子联合技术。将码参考波形技术应用于双载波环路法的副载波环,仿真结果显示可以降低BOC(1,1)信号81.1%~82.5%的副载波多径误差包络面积,以及BOC(14,2)信号75.1%~76.8%的副载波多径误差包络面积,但将带来-6dB的相干积分后载噪比损失。将DLL抗多径鉴别器结果限制TK算子的相关函数曲线的计算范围,仿真结果表明,在城市场景下该方法可以提高BPSK(1)信号下TK算子的多径抑制性能10 dB以上,24.552 MHz带宽下与W2联合的改进TK方法的BOC(1,1)信号多径包络面积为W2方法的14.8%。4)针对GEO卫星近距离的慢变多径无法通过数据处理方式实时去除的问题。本文提出了载波中心频率变化的扩频导航信号设计思路,通过在载波频率变化施加的信号动态,提高了GEO卫星多径误差的变化率,提高数据平滑技术对GEO卫星多径误差的抑制效果,仿真结果表明,对于BPSK(10)信号,采用20 MHz的频率变化范围,该方法得到的多径误差均方差可以降低至MEO卫星多径误差的相同量级。针对该信号下,接收机的载波相位测量值模糊度的求解问题,提出了载波相位模糊度为非整数条件下的混合载波相位整周模糊度求解方法。针对短历元下载波相位双差观测方程中系数矩阵的病态问题,提出了截断奇异值分解方法修整系数矩阵,提高浮点解的精度和收敛速度。最后,对论文的研究内容和成果进行了回顾总结,介绍了研究成果的工程应用情况,并展望了在论文研究基础上未来可以开展的工作。
其他文献
2005年南黄海盆地油气勘探由新生界向中古生界转变。综合利用区域地质、地球物理、地球化学和钻井资料,从地层层序、沉积相和沉积体系、残留盆地构造特征以及石油地质条件等
王光鼎教授是本院第四、五批全国名老中医专家指导老师之一,是一位治学严谨、德技双馨的医家,从医50余年,学术上能博采众长,中西互参。临证经验丰富,常应用“六经”辨证方法指导针
为了解血性胸水的病因,提高对良、恶性血性胸水的鉴别诊断并指导治疗,对我院1987~1997年收治的血性胸水50例的病因、年龄与性别特征,良性与恶性血性胸水进行了对照分析,报告如下。
<正> 本世纪60年代中期开始,以R.Thom的工作为先导,逐步形成了现在称为突变理论(Catastrophe Theory,也译为灾变理论)的一些数学内容。发展这种理论的目的,是为了对一个光滑(
目的评价分析CT双能量成像用于痛风诊断的临床价值,并以此指导后期临床治疗。方法方便选取该院自2017年1月—2018年12月收治并经临床检查确诊的45例痛风患者纳入该次研究为观
目的建立替米沙坦-羟丙甲纤维素(HPMC)固体分散体中替米沙坦含量测定的反相高效液相色谱(RP-HPLC)法,并对其进行理化性质表征。方法以HPMC为载体,采用冷冻干燥法,制备替米坦
南黄海盆地是新生代、中生代、古生代大型叠合盆地,具有良好的油气资源前景.中部隆起是南黄海盆地的二级构造单元,由于缺乏钻探资料,对中部隆起前新生代地层分布和油气资源前
针对大量非线性负荷及电力电子设备广泛应用导致的电力系统谐波成份非平稳性和复杂性日益突出,难以识别和检测的问题,在引入自适应局部迭代滤波算法的基础上,提出了基于改进
未来的时代是数字化信息时代,计算机技术和数字技术的飞速发展,使人类有了处理前所未复杂环境问题的能力,在生态文明新时代的要求下,风景园林专业需要面对是一个日益相对复杂
<正> 星载探测器是卫星在空间运行时,获取空间各相应信息的仪器设备。由于空间环境的复杂性,要求星载探测器应具有较高的分辨率和稳定性,以提高所获得在轨探测数据的可信度,
会议