GPS/INS 超紧组合环路信息耦合模型及机理分析

在对不同GPS/INS超紧组合模型特点分析的基础上构建超紧组合中惯性与卫星环路信息耦合模型,提出了环路复制信号参量的外部控制方法,论证了超紧组合模型中环路信息与惯性导航结果的耦合机理.最后,进行了超紧组合耦合实验验证和分析,结果表明,超紧组合系统环路信号参量偏差与惯性状态误差间有着紧密的内在联系和深层次的耦合机理.     

基于模糊控制的GPS高动态载波跟踪算法

卫星导航接收机载波跟踪环路通常采用锁频环(FLL)辅助锁相环(PLL)的方式,传统FLL辅助PLL载波跟踪环路中,FLL与PLL同时工作,载波环无法根据载体动态进行调整,充分发挥出FLL与PLL的优势,因此,提出一种基于模糊控制的FLL辅助PLL(FAFPLL)载波跟踪环路结构,其关键是对PLL和FLL的环路增益进行调节,并通过仿真实验验证其在高动态环境下优越的跟踪性能。     

基于抗差自适应容积卡尔曼滤波的超紧耦合跟踪方法

为降低基于单一调节回路的超紧耦合结构存在的反作用影响,设计了一种基于双回路的超紧耦合结构.基于此,为解决所设计结构中跟踪环路的非线性滤波问题,针对测量异常误差和动力学模型误差,提出了一种基于抗差自适应容积卡尔曼滤波(Robust adaptive cubature Kalman filter,RACKF)的超紧耦合跟踪算法.该算法采用稳健M估计调整容积卡尔曼滤波 (Cubature Kalman filter,CKF)算法,对观测量中粗差的影响“程度”进行探测和处理,以减小观测量异常误差产生的影响,同时利用自适应调节因子对算法进行调节修正,以处理动态扰动误差引入的影响.实验结果表明: 所提出的方法能有效地处理模型不准确所引入的误差,较好地实现全球定位系统(Global positioning system,GPS)卫星信号的高精度和稳定跟踪,其跟踪性能远优于基于单一回路的跟踪方法,同时优于基于无迹卡尔曼滤波(Unscented Kalman filter,UKF)和基于CKF的跟踪方法,提升了导航系统在高动态条件下的适应性能.     

复杂环境下INS辅助GPS跟踪环路研究

为实现超紧INS/GPS组合接收机跟踪高动态、微弱GPS信号,分析了超紧组合的基本结构,并根据载波环路噪声与带宽的关系,研究并设计了一种INS辅助GPS接收机载波和码跟踪环路的具体实现方案.整个环路进行r仿真.结果表明:载噪比为45 dB/Hz时,载波和码环带宽可降至2,0.03 Hz;而在满足带宽大于或等于20,0....     

密集多径信道下的IR—UWB跟踪环路的研究与设计

在脉冲体制超宽带(IR-UWB,Impulse Radio Ultra Wide-band)无线通信系统中,极小的定时误差会引起系统性能的极大衰减.为了解决这一难题,提出一种数模混合同步采样的适用于脉冲体制超宽带无线通信系统的锁时跟踪环路来减少定时误差,提高系统性能.采用最大似然估计的方法,得到跟踪环路中最重要环节一时间误差检测器的结构,基于该时间误差检测器完成整个跟踪环路的设计并通过分析该环路的S-Curve和定时误差方差得到了定性跟踪性能的数学分析和仿真.最后,在密集多径信道下面的系统仿真实验结果表明,当采用选择性Rake(SRake)接收机时,该跟踪环路能有效跟踪半脉冲周期左右的时间抖动,使系统的误码率性能有近三个数量级的提高.     

雷达互耦跟踪系统性能分析与参数优选

分析了最小均方误差估计模型下雷达目标互耦跟踪系统的性能.基于PD雷达的测量模型和稳态卡尔曼滤波时的协方差矩阵,对比研究了单距离跟踪环路和互耦跟踪环路的误差性能,得出了合理参数区间,并仿真分析了不同测量环路噪声方差时的互耦跟踪系统性能.     

基于载波频率辅助相位的GPS信号跟踪算法

针对传统全球定位系统(GPS)接收机在高动态环境下跟踪性能不理想,提出一种基于载波频率辅助相位的GPS信号跟踪算法。利用锁频环(FLL)辅助锁相环(PLL)的方式代替传统单一跟踪环路,通过卡尔曼(Kalman)滤波器对接收机各跟踪通道中频信号进行综合处理。根据多条跟踪通道的伪距和伪距率残差对系统状态参量进行综合估计,并搭建Kalman滤波器的状态方程和量测方程,给出了跟踪环路反馈量,与传统标量跟踪模式下的跟踪性能进行了对比。仿真结果表明,基于载波频率辅助相位的GPS信号跟踪算法进入稳态时间减小了100 ms,位置误差精度提高了5 m,速度误差精度提高了近3 m/s,在接收机用户快速运动的环境下,能够很好地处理高动态信号。     

紧耦合MINS/GPS组合导航系统数据融合的分析与处理

针对MINS/GPS组合导航系统的松耦合、紧耦合组合方案进行了讨论,借鉴国内外对紧耦合MINS/GPS组合模式的研究,分析了松耦合、紧耦合和超紧耦合MINS/GPS组合模式的构成和工作原理,通过理论分析建立了基于伪距差分的组合卡尔曼滤波模型.通过半实物仿真试验研究紧耦合MINS/GPS系统数据融合处理的特性.     

采样时钟抖动对GPS信号跟踪性能影响研究

本文分析了晶振的漂移对GPS接收机的影响,从锁相环理论的角度,重点分析了采样时钟抖动对基带载波跟踪和伪码跟踪性能的影响,并给出一种环路分级降带宽的方法来消除这种影响.该方法在保证最终伪码跟踪精度的前提下,增加了跟踪环路对动态应力的容忍范围.提高了GPS接收机跟踪环路的稳定性.     

Kalman滤波理论在GNSS信号跟踪中的应用

在分析传统GNSS接收机跟踪环路的基础上,对传统的码环滤波和载波滤波在复杂的环境下精度不高的问题,提出一种以自适应Kalman滤波算法代替码环和载波环中的两个环路滤波器,并依据新息自适应的对测量噪音实时调整,将调整结果输入到卡尔曼跟踪环路,估计跟踪误差、实现GNSS(扩频信号)信号的跟踪,提高环路在复杂应用环境下的跟踪精度。仿真结果证明了这种方法提高了跟踪精度,对环境的适应能力有了明显的增强。