GPS系统多径干扰分析及消除技术

对GPS系统中多径干扰形成原因、多径干扰特性进行了分析。分析了非相干延时锁定环在消除多径影响中所引起的伪距测量误差。对多径干扰消除方法包括天线技术、窄相关延迟锁定环技术及多径估计延迟锁定环技术提出研究分析。     

基于前向搜索的GNSS长距多径信号判别技术

卫星导航接收机中的多径信号,尤其是长距多径信号会造成伪码的错误捕获与跟踪,带来很大的伪距测量误差,甚至定位失效。针对这一问题,利用卫星导航系统中独有的直达信号相对于多径信号具有最超前码相位的特性,在导航信号捕获跟踪之后,继续通过相关峰前向搜索的方法来判别直达信号与多径信号,在剔除多径分量之后获得准确的伪距测量值。在此基础上讨论了长距多径信号的搜索区间,给出了新的接收机处理架构,从而为卫星导航中长距多径信号的去除与精确定位的实施提供了重要参考。     

地基伪卫星信号发射分集技术研究

伪卫星可提高卫星导航系统在遮蔽环境中的信号覆盖性。地基伪卫星信号仰角低,将导致更为严重的多径影响,不仅会造成较大的伪距测量值误差,而且由多径产生的功率相消会导致信噪比不足,导致接收机的失锁,造成伪卫星信号不可用。针对多径导致的地基伪卫星信号不可用影响,研究信号发射分集技术在地基伪卫星中的应用,对几种典型的发射分集方式进行理论分析和性能仿真。仿真结果表明,通过信号发射分集实现多导航信号相互补充,提高了覆盖区域内地基伪卫星信号的可用性。     

多径信号对伪码扩频测距系统性能的影响

分析了多径效应对伪码扩频测距精度的影响,研究了航天测控系统中多径信号的特征,建立了系统的信道模型。利用MATLAB搭建仿真平台,比较了不同环境下多径效应对测距精度的影响。仿真结果表明：测距误差的均值和抖动随着信噪比的增大而减小,莱斯因子越大,测距误差的均值越小;而多径信号的相对延迟越大,多径信号的数量越多,测距误差的抖动越大。     

多径效应对信号接收及方向测量的影响

在论述L阵干涉仪和圆阵相关法测向体制误差形成的基础上,基于电磁波传播的多 径效应,建立了地空无线链路四径传输模型,并将单个多径分量用时延相同的多径簇来描述 ,分析了多径分量和多径簇对单个天线接收信号相位和不同天线接收信号互相关系数造成的 影响。仿真结果表明,多径条件下接收信号的波形、频谱和相位谱较直射信号都将发生显 著的变化,多径效应对俯仰角造成的测量误差要大于对方位角造成的测量误差。     

多径信号的Rake接收技术

对多路径传播条件QPSK扩频多径信号的统计特性进行了分析，给出了多径接收信号的包括和相位的概率分布特性，并在相干和非相干接收情况下，分析了多径信号的识别和获取方法；在此基础上，深入研究了导频辅助的相干Rake接收和M元正交调制的非相干Rake接收技术。     

IR-UWB定位系统距离误差建模及性能研究

基于相干TOA测距算法,研究了IR-UWB无线室内定位系统中由脉冲信号传播特性导致的多径误差和NLOS误差的建模问题。首先利用IEEE 802.15.4a信道模型中的多径信息给出了与系统带宽有关的多径距离误差分布参数。结合IR-UWB信号穿墙传播几何结构,理论推导了穿墙额外传播时延导致的几何距离误差限。对完全NLOS环境下定位的仿真结果表明,利用NLOS距离误差信息直接对TOA测距结果的修正可以显著提高定位精度。     

密闭狭小环境中多径信号对码环的影响

基于提高北斗接收机在密闭狭小环境中定位效果的目的,通过建立密闭狭小环境中多径信号的数学模型,选取直视信号与6路反射信号组成的复合信号进行分析,使用归一化非相干超前减滞后幅值法对信号进行鉴相,得到密闭狭小环境中多径信号造成的码相位误差,分析误差产生的原因。提出了一种通过布置吸波材料来减小北斗多径信号造成的码相位误差的方法,使多径信号造成的码相位误差减少90%。     

GNSS接收机抗多径技术

分析了多径信号特性及其对全球导航卫星系统(GNSS)接收机伪距测量和载波相位测量的影响,从抗多径天线和基带信号处理两方面对GNSS接收机的各种多径抑制方法进行了比较与分析,指出高精度GNSS接收机会同时采用抗多径天线和基带信号处理以达到较好的多径误差抑制效果.     

考虑伪码跟踪误差影响的码片内多径分离研究

本文研究了考虑伪码跟踪误差影响的码片内多径分离技术。首先简要叙述了多径抵消技术的发展 ,然后基于多径监视思想给出了一种开环补偿多径抵消方法 ,随后详细分析了伪码跟踪误差对码片内多径分离结果的影响。仿真结果表明 ,采用这种开环补偿方法后 ,码片内多径分离结果得到不同程度的改善 ,提高了多径参数的估计精度     

Use of Deeply Integrated GPS/INS Architecture and Laser Scanners for the Identification of Multipath Reflections in Urban Environments

This paper investigates the constructive use of multipath reflections of Global Positioning System (GPS) signals for navigation in urban environments. Urban navigation applications are generally characterized by a significant presence of multipath signals. In order to maintain reliable and accurate navigation capabilities, it is critical to distinguish between direct signal and multipath. At the same time, multipath reflections can be exploited as additional measurements for those cases where the number of direct path satellites is insufficient to compute the navigation solution. The paper develops a method for the identification of multipath reflections in received satellite signals: i.e., multipath is separated from direct signal and a line-of-site between the GPS receiver and a multipath reflecting object is determined. Once multipath reflections are identified, they can be used constructively for navigation. The method presented in the paper exploits an open-loop batch-processing GPS receiver, laser scanner and inertial navigation system (INS) to identify multipath reflections in received satellite signals. Experimental GPS, inertial and laser scanner data collected in real urban environments are applied to demonstrate identification of multipath reflections.     

一种基于四阶累积量的约束自适应多径时延估计

在存在多径信号和空间相关性未知的背景高斯噪声情况下,不考虑多径信号传输的传统时延估计方法的性能会受到影响,甚至恶化。针对此问题,提出了一种基于四阶累积量的约束自适应多径时延估计算法,并对该算法的多径时延估计性能进行了收敛性能分析。该算法能够有效抑制空间相关性未知噪声的影响,在低信噪比的情况下能够直接、准确地进行自适应多径时延估计,克服了传统算法不能直接估计非整数倍采样间隔时延的缺点。计算机仿真试验验证了新算法的有效性。     

基于盲判决反馈均衡的GPS信号多径干扰抑制方法

给出了存在多径效应时的GPS接收信号模型,分析了多径干扰对GPS接收机跟踪环路的影响,将均衡技术应用于跟踪环路,提出了一种GPS信号多径干扰抑制方法.该方法在GPS信号跟踪环路中引入了判决反馈分数间隔均衡器,同时,根据GPS信号为BPSK调制且发送的伪码序列被导航电文调制后存在正负反转不确定性的特点,均衡器系数更新时选...     

舰载ESM多径增批信号识别研究

多径信号是导致“增批”现象的主要原因之一，受海面反射影响，舰载雷达侦察设备（ESM）更容易接收到多径信号，多径增批信号给信号识别带来了干扰，如果能够从接收信号中挑选出多径增批信号，不仅可以减少信号识别干扰，还可以利用多径增批信号获取目标更多的信息。为了正确识别多径增批信号，选择脉冲初始相位这个脉内指纹特征进行研究，构造了解析信号，利用希尔伯特变换求解解析信号虚部，由解析信号计算脉冲瞬时相位，通过搜索计算疑似多径脉冲配对之间的相位差来识别多径增批信号。仿真实验验证了方法的有效性。     

基于软件无线电的GNSS干扰和多径监测系统设计

针对干扰和多径导致全球导航卫星系统(GNSS)不能精确、安全和可靠地提供位置、速度和时间服务等问题,分析了研制GNSS干扰和多径监测系统的意义,介绍了当前干扰和多径常用的检测方法,设计了一套针对当前四大导航系统(美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟Galileo和中国BDS)各信号带内以及附近频率的干扰和多径监测系统.系统基于软件无线电(SDR)思想,采用模块化设计,具有良好的功能扩展性和配置灵活性.根据不同干扰的特点,结合实际应用改进了其检测算法:采用能量阈值法检测不同形式的压制式干扰,采用基于捕获多相关峰法判别欺骗式干扰,采取基于最大似然准则的多径估计延迟锁定环(MEDLL)技术估计多径信号的参数.实验结果表明系统能够有效检测各种干扰和多径信号的存在,使用户获取其特征参数,为干扰源的定位、查处、排除、规避以及多径信号的抑制提供决策依据.     

基于循环平稳性的约束自适应多径时延估计

在有多径信号、多通道非平稳干扰信号以及平稳背景噪声的情况下,不考虑多径信号传输的时延估计方法不能准确地估计时延,甚至估计性能会恶化.为此,本文提出了基于循环平稳性的约束自适应多径时延估计算法,并对算法的收敛性能进行了分析.该算法可以有效地抑制干扰和噪声的影响,在低信噪比的情况下直接地、准确地进行自适应多径时延估计,特别对噪声是空间相关的情形也适用,克服了传统算法不能直接估计非整数倍采样间隔的时延和多径时延的缺点.计算机仿真试验验证了新方法的有效性.     

Estimating Time Delays With Antenna Array

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｕｓｉｎｇａｎａｎｔｅｎｎａａｒｒａｙｔｏｅｓｔｉ ｍａｔｅｔｈｅｔｉｍｅｄｅｌａｙｓｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｎｔｈｅｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ .Ｉｎｓｕｃｈａｓｙｓｔｅｍ ,ｍｕｌｔｉｐａｔｈｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｅｘｉｓｔｓａｎｄｃａｎｃａｕｓｅｓｅｖｅｒｅｓｉｇｎａｌｆａｄｉｎｇ .Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｕｌｔｉｐａｔｈｄｅｌａｙｓ,ａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｓｐａｔｉａｌｓｉｇｎａｔｕｒ…     

相对时延的码片内的多径分离

本文首先通过分析多径传播对单频信号和调制信号的影响,指出在扩频方式下,存在进一步分离码片内多径的可能性。然后基于导出的相关解扩输出的解析表达式,在忽略噪声的理想条件下,求解码片内多径的问题可以近似转化为对一线性方程组的求解。最后对接收滤波器输出为矩形脉冲序列和三解脉冲序列两种情况进行了仿真,仿真结果表明,码片内多径的幅值、相应能够被精确地分离出来,多径时延的估计误差为信号的采样间隔。     

水声多径信道中的标识延迟空时扩展发射分集

水声信道存在严重的传播时延和多径时延，该文提出了一种带有信道标识的延迟空时扩展(LDSTS)发射分集方案，通过信道探测、延时发射和Rake接收来消除传播时延和多径时延的影响，且顺序延时发射保证了方案的实用性。文中给出了采用频移键控和相移键控调制的LDSTS方案的信号模型、误码率分析和比特误码率的仿真。仿真表明，在多径水声信道中，LDSTS可以更好地实现完全发射分集。     

A MATCHED FILTER BANK BASED DOA ESTIMATION FOR ASYNCHRONOUS MULTIPATH CDMA CHANNELS

In this paper, a Direction Of Arrival (DOA) estimation algorithm is proposed for multiuser signals through uplink asynchronous multipath Code Division Multiple Access (CDMA) channels. The algorithm is based directly on the correlation matrices of matched filter bank outputs of desired user‘s multipath signals and it does not require that the elements of base station antenna array outnumber the multipath signals, which is necessary for the conventional sub-space based direction-finding algorithm. Simulation results show that the proposed algorithm estimates the DOA of multipath signals effectively and acceptably. The proposed algorithm has the prominent advantages of low complexity, simpleness and practicality, which make it much more suitable for practical application.