一种矢量跟踪环路及其抗干扰性能分析

针对GPS信号在接收端的功率较弱,接收机在载噪比低的环境中很容易受到其他信号的干扰,该文提出一种基于矢量跟踪环路的接收机设计方法,在跟踪环路环节对干扰信号进行抑制。以实际的伪距、伪距率误差为状态量,量测得到的伪距、伪距率误差为观测量构建跟踪环路滤波器,利用更新后的接收机位置,计算出接收机与可视卫星间的观测矢量,完成闭合反馈回路。接收机的信号跟踪与导航解算部分融合一体,改变了传统接收机的结构。对比分析标量和矢量跟踪环路的预测伪距方差,来研究矢量跟踪环路对干扰信号的抑制性能。采用实际卫星星历进行仿真实验,验证了矢量跟踪环路比标量跟踪环路的预测伪距方差小,抗干扰能力强。     

GPS软件接收机中微弱信号捕获算法研究

信号捕获的目的是确定接收机当前所在位置的可见卫星号,进而计算可见卫星的载波频率和伪随机码相位信息.目前随着GPS接收机应用的日益广泛,如何在弱信号环境下实现定位的问题日益突出.普通的GPS接收机不能捕获和跟踪到导航卫星信号,只能设法提高GPS接收机的灵敏度来实现导航和定位.为了解决微弱信号情况下的GPS信号捕获问题,在...     

微弱信号下基于模糊度解算的辅助式GPS接收机定位算法研究

提出了一种辅助式GPS接收机定位解算方法,基于该方法接收机不需要解调导航电文、帧同步和位同步,仅需要对GPS信号进行伪码相位测量,在获取卫星星历、卫星钟差参数等辅助信息的基础上完成定位解算.该算法在常规GPS定位算法基础上,增加伪距中模糊部分为未知数,当接收机位置坐标和接收机钟差的迭代初值误差满足一定条件时,消除了伪距中模糊度影响.然后推导了该算法的定位方程,给出了定位流程.最后仿真实验证实了该算法的有效性.     

基于模糊区的卫星导航空时测量技术研究

卫星导航可为用户提供高精度的时间和空间数据测量能力,实现高精度定位、授时及校频等应用。在无源定位模式下,信号传播路径和接收机特征漂移率低,伪距观测量具有一定的稳定性和边沿效应,接收机可基于模糊区特性来获得瞬时高精度的位移和时钟漂移估计。在对卫星导航伪距观测量误差分析的基础上,提出一种实现接收机高精度时空相对信息测量的误差补偿策略,采用多观测量降低或消除伪距相关误差量,并基于模糊区及其边沿效应进一步提高相对信息测量的精度和稳定性。仿真分析了动态条件下的位移和时钟漂移测量精度,相关结果表明,基于模糊区稳定性及其边沿效应可提高接收机定位和时间相对信息的测量精度。     

基于VC++的GPS软件接收机设计

由于GPS软件接收机具有需要硬件资源极少、可移植性强、开发新算法成本低等诸多优点,成为了新一代GPS接收机研制的热点.完成了基于快速傅里叶变换(FFT)算法的卫星信号的捕获算法、基于混合载波跟踪环的载波跟踪和码跟踪算法、卫星星历数据的提取及卫星状态解算算法和伪距测量算法等算法的仿真验证,介绍了基于VC++的GPS软件接收机的设计方法和过程.该软件接收机可以输出各个通道跟踪到卫星信号的载波频率、伪码频率及伪距,卫星星历及卫星状态,接收机的位置、速度信息以及各种DOP值等诸多信息.最后,给出了所开发的GPS软件接收机在实际GPS数字中频信号下的定位结果.结果表明,该软件接收机的定位误差在20 m以内.该GPS软件接收机系统采用纯软件的方法实现了硬件GPS接收机数字中频信号后的所有功能,算法修改灵活,可为进一步研究GPS接收机的各种算法提供一种方便快捷的仿真平台.     

导航接收机跟踪环路电磁干扰的预测方法研究

针对复杂战场电磁环境下,导航接收机因电磁干扰而引起内部卫星跟踪丢失的现象,该文研究了导航接收机跟踪环路在面临带内和带外双频干扰时的效应预测模型。通过对接收机射频前端的阻塞机理分析,以矢量分析的方法推导了射频前端信号的增益公式,并结合接收机跟踪环路相关处理的过程,得到了带外和带内双频干扰下的效应预测模型。之后以载噪比门限值为失锁判据,开展了双频干扰效应试验,试验结果表明上述模型能够对接收机内部卫星跟踪的状态进行预测,预测误差小于±1 dB,且对于窄带和宽带干扰信号同样适用。     

基于相位和频率反馈的GNSS矢量跟踪算法比较与研究

GNSS接收机在室内、高架,都市峡谷以及茂林遮挡等恶略条件下定位导航成为目前研究的重点。与传统的GNSS接收机相比,矢量型导航跟踪算法具有较强的弱信号跟踪能力和抗干扰能力。文章研究了基于扩展卡尔曼滤波算法的GNSS跟踪算法,分别采用误差相位信息和频率信息作为反馈信息,组成矢量型延迟锁相环。分析了两种方式下算法实现的结构模型,通过仿真验证了两种方式在跟踪性能上的一致性。     

面向双天线场景的惯性辅助周跳探测方法

在卫星导航接收机跟踪载波信号过程中,经常会由于树木房屋遮挡等原因导致周跳发生。针对双天线组合导航的场景,参与组合的惯导姿态信息若能充分利用,可以对周跳探测提供更为精确的辅助信息。文章提出一种INS/载波相位组合法,通过惯性测量信息辅助周跳探测与修复,进而缩短导航信号失锁时间,提升卫星导航系统性能,优化组合结果。     

市区环境下北斗B1信号双通道联合跟踪环路设计

北斗导航系统已正式公开其B1频点,为亚太大部分地区提供导航,授时,定位服务。在城市环境实现导航定位是其一项重点应用。但是,城市内遍布高楼,桥梁,树木等遮挡物,对卫星信号产生衰减,遮挡,使接收机接收到的卫星信号强度低于-150dBm,甚至达到-160dBm,远远小于设计的-130dBm。另外,城市道路中,大部分情况下接收机是运动的,所以遮挡与衰减不是固定的,而是动态变化的。所以如何在该种信号状况下完成跟踪,以及如何在信号短暂消失后快速恢复信号,是北斗导航系统在城市环境中应用的研究重点。本文,根据实际道路应用特点以及北斗导航手持单天线接收机信号跟踪特性,设计了一种使用两个通道跟踪一颗卫星的方法,对信号能量下降情况,两个通道分别采用环路保持和弱信号跟踪两种处理方式,完成在信号强度低于-160dBm的环境下的信号跟踪。并通过实际道路测试,证明该方法在定位可用性上有较大提升。      

一种应用于 GPS和 BD2联合导航接收机中的辅助同步方法

为了提高卫星的同步效率，提出了一种兼容GPS和BD2的辅助同步方法，能够在已经同步的卫星信息的辅助下，使新的卫星信号从锁定状态立刻进入帧同步状态，从而快速获得其发射时间并使之参与定位。同时，本方法还支持不同系统的卫星之间的辅助同步。本方法稳定有效，尤其是复杂环境下，显著提高GPS和BD2联合导航接收机的性能。