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高动态环境下的"北斗"导航信号含有较大的多普勒频率及其变化率,传统锁相环(PLL)在跟踪时难以保证较高的跟踪精度.在分析高动态环境下"北斗"信号模型的基础上,提出了一种基于交互式多模型-扩展卡尔曼滤波(IMM-EKF)的自适应滤波算法,对载波相位及其高阶分量进行估计.IMM-EKF采用多个跟踪模型来解决滤波过程中单个模型不准确的问题,并结合改进的Sage-Husa自适应算法,在线估计和修正过程噪声及测量噪声的统计特性,增强了滤波的稳定性.仿真结果表明,IMM-EKF相比于PLL和EKF,估计精度更高,算法稳定性更强. 相似文献
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为了克服高动态引起的多普勒效应,解决传统跟踪环路容易失锁的问题,提出了一种基于强跟踪无迹卡尔曼滤波(Strong Tracking Unscented Kalman Filter, ST-UKF)参数估计器的高动态全球定位系统(Global Positioning System, GPS)载波跟踪环路,采用非线性滤波算法取代了传统GPS载波跟踪环路结构中的环路滤波器。此外,设计了ST-UKF参数估计器,应用该方案分别在高动态、高载噪比和高动态、低载噪比环境下对高动态GPS载波进行跟踪,并应用多个非线性算法在高动态GPS载波跟踪环路中进行比对。实验结果表明,随着环路载噪比的增大,从20 dB-Hz至30 dB-Hz, ST-UKF参数估计器对相位、多普勒频率及其一阶、二阶导数估计的均方根误差分别减小1.219 2 rad、2.880 5 Hz、8.959 0 Hz/s和17.480 3Hz/s2,证明了ST-UKF参数估计器的有效性,以及跟踪环路可以完成高动态GPS载波跟踪。 相似文献
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高动态下GPS信号的捕获和跟踪技术研究 总被引:2,自引:0,他引:2
为检测高动态GPS信号,需要设计码环及载波环的捕获和跟踪数字系统。如何快速捕获信号,并进行精确跟踪,是问题的关键。针对高动态环境下GPS信号的捕获和跟踪问题,分析了高动态环境对GPS信号的影响,提出了FFT码快速捕获算法,以及二阶FLL与三阶PLL混合载波跟踪方案,并对码环和载波环的结构和参数的设计方法进行了说明。仿真结果和分析表明该方案能在高动态环境下实现信号的快速捕获,且能较好地满足接收机动态性能和跟踪精度的要求。 相似文献
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对于单站的被动目标跟踪,在笛卡儿坐标系下建立跟踪模型,并用扩展的卡尔曼滤波(EKF)进行预测,得到的结果通常是不稳定且容易发散的。针对这种情况,提出了在修正的极坐标系下建立状态模型,摒弃传统的EKF算法,采用无迹卡尔曼滤波(UKF)算法,通过采样逼近非线性函数。数字仿真结果表明:在修正的极坐标中利用UKF算法得到的结果比EKF算法具有更快的收敛速度和更高的估计精度,且稳定性更好。 相似文献
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A Novel Doppler Frequency Dynamic Model with Its Applications 总被引:1,自引:0,他引:1
We propose a novel dynamic model of Doppler frequency and phase, called as a polynomial prediction model (PPM), where a constant acceleration or deceleration motion law described by a polynomial is assumed, then a new self-validating optimal filtering algorithm, based on the proposed model and the unscented Kalman filter (UKF), is developed for the frequency and phase estimates of the Doppler signal in a variable acceleration and/or deceleration motion scenario. The analytical results show that the proposed algorithm can effectively track Doppler frequency and phase whatever the maneuvering motion between the transceivers is. The analytical results are verified by the simulations and the experimental results of a real live GPS receiver, which show that the proposed algorithm is superior to most of those reported in the literature when the received signal power is over a guaranteed value in the case of GPS. 相似文献
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UKF在GPS/INS伪距、伪距率组合导航中的应用 总被引:1,自引:1,他引:0
扩展卡尔曼滤波(EKF)是GPS/INS组合导航系统中常用的数据融合方式。但是EKF的线性化会带来截断误差,从而影响系统定位精度。不敏卡尔曼滤波(UKF)是一种新的非线性滤波的方法,它能减少线性化截断误差对系统定位精度的影响。文中在线性状态方程的条件下,主要研究了伪距、伪距率的非线性对系统定位性能的影响。UKF采用非线性观测方程,EKF采用线性观测方程。仿真结果表明UKF能明显改善位置项的定位精度。 相似文献
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基于I/Q支路相干积分观测滤波的GPS接收机信号跟踪方法 总被引:1,自引:0,他引:1
针对传统GPS接收机在弱信号环境下跟踪误差大,收敛速度慢的缺点,该文提出一种基于I/Q支路相干积分观测滤波的GPS信号跟踪方法.将接收机I/Q支路相干积分输出为观测量,应用无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman Filter,UKF)算法构建卡尔曼滤波器,得到基带数字信号处理滤波模型,闭合接收机跟踪环路.该方法能够有效减小传统GPS跟踪环路中信号参数的估计误差,提高接收机抗干扰能力和弱信号环境下环路跟踪性能.仿真对比结果表明,不同载噪比环境下相比传统GPS信号跟踪的方法,基于I/Q支路相干积分观测的信号跟踪算法能够提高跟踪精度,加快跟踪收敛速度. 相似文献
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针对EKF类算法和UKF类算法存在的受观测精度和初始误差影响较大的问题,提出一种利用空频域信息的联合跟踪算法。该算法利用多级网格搜索算法进行初始值捕获,并将得到的初始值代入基于超球体采样的简化UKF算法中,对目标辐射源进行跟踪。最后通过仿真实验验证了该算法的性能。 相似文献
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