车载GNSS接收机多径抑制技术

在GNSS接收机的实际应用中,多径是影响定位精度的主要因素之一。在车载应用条件下,多径的影响由于快速的多径信道变化而变得更加明显,车载接收机的GNSS信号接收处理部分会受到包含周围运动车辆及其自身结构影响在内的复杂多径干扰。针对接收机的各个组成部分分析了天线设计、多径估计、多频测量、传感器融合等多种可用的多径抑制方法,并根据分析和比较结果指出:信号处理方法、基于导航的方法以及传感器融合方法是实现车载接收机多径消除的首选方法。     

一种GNSS码跟踪环路中的多径抑制方法

主要介绍了一种在GNSS信号中抑制多径信号的鉴相方法,接收机接收到的GNSS信号中往往包含多径信号,GNSS信号进行下变频生成中频信号后,进行模数转换;将经过模数转换后的GNSS信号进行载波剥离,得到I路和Q路的信号,在码跟踪环路中,对I路和Q路信号进行码剥离,得到多径信号的互相关功率后,采用基于精密TK采样间隔的TK—EML5鉴相方法,能够起到有效地抑制多径信号的效果。     

GNSS信号多径误差非包络评估方法

针对全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)信号体制评估过程中,多径误差包络评估方法给出了多径误差的上界,并没有反映反射信号载波和子载波相位引入的码跟踪误差问题,提出了一种码跟踪多径误差非包络评估方法。该方法将反射信号的码相位延时映射到载波和子载波相位延时,为码跟踪多径误差提供了准确的理论值,而且避免了多径误差包络方法求包络曲线的过程。给出了该方法的理论表达式,对BPSK、AltBOC、MBOC和BOC信号进行了多径性能仿真,并与多径误差包络评估方法进行了对比。理论和仿真结果表明,本文方法能准确的估计码跟踪多径误差,为GNSS信号多径误差测量值提供有效的理论指导。     

CCRW技术在MBOC调制信号下多径抑制性能

由于频谱与二相移键控（BPSK）信号有较好的分离度且具有良好的跟踪性能,多元二进制偏置载波（MBOC）调制为GPS现代化和Galileo系统所采用,其多径抑制技术也成为研究热点。选取了四种典型的码相关参考波形（CCRW）技术,研究了其应用于MBOC信号时的多径抑制性能,并与BPSK和BOC（1,1）调制下的多径抑制性能进行了比较。通过仿真可知,在同等条件下,W2、W3、w4CCRW技术在时系多元二进制偏置载波（TMBOC）调制下多径抑制性能最差,在二进制偏置载波（CBOC）调制下性能最优,但三种方法均优于W1CCRW．     

抑制多径干扰的GPS天线

由于存在多径干扰，所以差分全球定位系统（DGPS）的定位速度和定位精度都受到了限制。例如，测地测量员需要抑制大约36＋20log10SinεdB的多径干扰，这里，ε为正在观察的卫星仰角。利用GPS接收机进行信号处理不能满足这一技术指标要求，因此，需要采用一种接收天线，足以能够抑制从水平方向以下到达的信号。但现有的天线都不能足够地抑制这些信号，而且采用提高天线性能的有效方法，即通过扩大其接地平面来改善天线性能这一种方法也不切合实际。为此，本设计了一种提高多径干扰抑制性能的小型化无接地平面的双波段GPS天线，并进行了野外测试。这种天线象垂直接线柱，而不象水平母板。在0.1m直径、0.4m高的天线罩内有一个由绕杆式（turnstile)单元组成的垂直阵列。在野外测试中，三单元阵列天线抑制多径干扰平均比0.5m直径的接地平面天线好5dB。五元阵天线似乎要优于0.9m直径的接地平面天线。     

基于GNSS多径信号的反射面参数估计算法

全球卫星导航系统(GNSS)多径信号广泛存在于城市峡谷等复杂导航定位场景中.多径信号在干扰GNSS接收机并造成系统定位精度下降的同时,也为接收机提供了周边反射面环境信息.在码相位延迟幅度联合跟踪算法(CADLL)实现GNSS多径信号感知和特征参数提取的基础上,设计实现了基于粒子滤波的反射面参数估计算法.该算法可以在GN...     

预相关带宽和相关器间隔对导航信号多径性能的影响分析

采用窄相关技术和双△相关技术,对BPSK（1）信号和BOC（1,1）信号在不同预相关带宽和不同相关器间隔时的平均加权多径误差包络进行了仿真,提取了多径误差典型值。结果表明,随着相关器间隔的减小,多径误差逐渐减小,但当相关器间隔为0.1个码片时,多径误差的减小已不明显;多径误差并不是随着预相关带宽的增大一直减小,而是有一...     

GPS信号跟踪的多径影响分析与仿真

多径信号是GPS定位的主要误差源之一。码和载波跟踪环是GPS接收机的重要组成部分，它们直接决定了接收机的性能，因此当前多径消除技术研究的核心即是从跟踪环内部着手研究。本文仔细分析了GPS接收机信号跟踪环以及多径信号对跟踪精度的影响，对伪距码与载波相位多径误差进行了比较，并且通过仿真结果和图表阐明了码和载波相位多径误差之间的协同关系。     

水下目标卫星导航定位修正技术研究

提出了一种基于小型拖曳浮体进行水下目标卫星导航的原理模型,给出了模型的基本体系架构。为了从水面导航定位结果推算水下目标高精度位置信息,推导了两种定位修正算法,并基于数据融合技术提高了水下目标卫星定位修正的精度。试验结果表明,采用该技术可以较好地满足水下导航的精度要求。     

卫星导航系统导航信号与导航电文设计中的时间要素

从时间要素考虑，卫星导航系统如何支持用户对卫星钟误差的改正，如何支持用户进行实时、无整周模糊地伪距测量以及如何支持多系统兼容定位等，是导航信号与导航电文设计中必须解决的问题。本文在对国外卫星导航系统导航信号与电文设计进行分析研究的基础上，对这些问题进行了一些探讨。     

GNSS多路径和信噪比相关性分析

在全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)接收机附近的反射、衍射、干扰信号等所造成的多路径效应是影响定位的主要误差来源。信噪比(Signal-Noise Ratio,SNR)的振荡是由多路径信号叠加在直接信号上引起的,基于此原理学者们提出了很多检测和缓解多路径误差的方法。本文通过谱分析的方法对多路径时间序列进行了分析,并研究多路径与信噪比之间的相关性,对基于信噪比检测和缓解多路径误差的方法的适用性进行了说明。实验表明:多路径和信噪比振荡值的时间序列具有显著的相关性,能够利用信噪比观测值削弱多路径影响。     

一种基于加表零偏稳定性的GNSS/SINS组合导航异常探测方法

在地面车载组合导航中,全球导航卫星系统（global navigation satellite system,GNSS）的观测值容易受地面复杂环境的干扰,导致其定位结果出现异常,严重影响GNSS/捷联惯性导航系统（strap-down inertial navigation system,SINS）组合的滤波解算。从惯导系统误差特性的角度,研究了一种基于加表零偏稳定性的组合导航异常探测新方法。该方法从加表零偏解算的异常来发现GNSS位置、速度等观测值中的粗差,并采取剔除和降权的抗差方法抵御粗差影响。通过一组车载数据的分析表明,观测粗差对加表零偏解算的影响十分显著,以此为判别条件能够准确地发现观测粗差。采用该方法后,位置误差、速度误差和姿态误差的均方根分别减小了70.8%、87.9%和77.7%,显著提高了组合导航的解算精度和鲁棒性,为组合导航数据的抗差处理提供了一种新思路。     

卫星导航信号捕获的一种高效相关算法

信号捕获的相关层实现在整个接收机的硬件资源中占据了重要的比重.为了能够降低量化损耗和减少相关层所需的硬件资源,论文提出了一种高效的相关算法.相比传统实现方法,论文所提算法能够将加法树所需硬件资源降低1／2,同时量化损耗减少约0.3 dB.该算法对卫星导航接收机的低成本和低功耗实现具有重要的参考价值.      

一种有效的GNSS双差观测值组成方法

针对目前常用的GNSS双差观测值组成方法所存在的缺点,提出一种基于全局搜索的双差映射算法,并利用实测数据对各双差方法进行了比较分析。结果表明,基于全局搜索的双差映射算法适用于所有观测环境,且所得双差观测值个数与参考站-参考星法差别不大,是一种较为理想的双差映射方法,可以在科研生产中推广应用。     

GNSS双频兼容互操作接收机信号捕获方法

随着我国北斗导航系统“全球组网”序幕的拉开,设计实现接收机的兼容互操作功能已变成接收机设计领域的一个研究热点。文中针对GNSS双频兼容互操作接收机信号捕获环节设计中遇到的处理时间长、捕获精度低、硬件资源消耗大、兼容性差等问题,设计一种基于频域处理的信号捕获算法。该算法在传统频域捕获的基础上,优化频域转换资源利用与遍历方式,在能量累加方面加入相干与非相干累加方式,达到微弱信号捕获。借助Xilinx软件Vivado及其仿真工具,对整个捕获系统进行了仿真实现,验证了算法设计的准确性,本算法可以捕获信号功率-135 dB以上的信号,可捕获的载波多普勒频率范围满足实际工程需求。在实际工程验证中,本算法能较好地满足工程应用性能要求。