GPS接收机中抗多路径干扰技术研究

从多路径信号对码跟踪精度的影响入手,得出在多路径干扰下,用窄相关器可以部分修正多路径对码环的跟踪误差。微脉冲相关技术与宽的标准相关器和窄相关器在伪距测量精度上相比是一种性能非常好的抗多路径技术。     

扩频测距系统中多径信号伪码跟踪误差分析及消除技术

多径是扩频测距系统的主要误差源之一。介绍了多路径存在条件下码跟踪误差产生的机理,然后对常见的三种多径消除技术-窄相关、Early Late Slope（ELS）和Multipath Estimating Delay Lock Loop（MEDLL）-的原理进行了分析,通过对其性能的仿真与分析比较,指出：在存在多路径干扰时,增加码跟踪环路的相关器数目有助于提高码跟踪的精度,但在一定的处理条件下,码环处理数据的实时性会下降。     

民用P(Y)码伪距的精度分析及其在单点定位中的应用

民用GPS双频接收机主要采用互相关技术和Z跟踪技术消除或减弱A-S(Anti-Spoofing)的影响,获取P(Y)码伪距观测值。文中对两种技术获取的P(Y)码伪距的精度进行了理论分析和实测数据的验证。民用GPS双频接收机获取P(Y)码伪距的意义在于消除或减弱电离层延迟误差的影响,进而提高定位的精度,文中结合单点定位给出了例证。     

GPS接收机伪距测量方法研究

介绍了一种高精度伪距测量方法。该方法通过位同步、帧同步、码捕获、码跟踪算法以及载波辅助技术等方法来获取高精度伪距测量值。重点研究了秒模糊度、毫秒模糊度和毫秒内的精度测量方法,得到了通过设置码跟踪环的相关间隔来设置其测量精度的方法。实验结果验证了算法的可行性。     

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。     

GPS码精密跟踪环路的研究

为了实现卫星移动环境下GPS信号码相位的精密跟踪,推导出了常见鉴相器增益的形式,得出鉴相器增益越大、环路的牵引速度越大、稳态跟踪精度越差的推论;讨论了相关间距、环路带宽和相关器增益对码环路跟踪的影响,分析说明相关间距的减小较动态减小来说对跟踪更为有利。用Matlab仿真平台验证了推论和分析的正确性,并提出了一种基于窄相关和点积功率型码鉴相器的更为合理的环路设计方案。     

BOC和BPSK信号的码跟踪性能比较

在导航接收机的伪距测量中,码跟踪精度起着重要作用,而码跟踪环路的性能由码鉴相器的鉴相曲线决定。本文首先介绍了BOC(1,1)信号的功率谱特性和自相关特性,然后通过仿真分析BOC(1,1)和BPSK(1)两种信号的非相干延迟锁定环的鉴相器输出和环路跟踪误差,得出两种信号在码跟踪性能上的差异。通过比较发现,BOC信号较BPSK信号在跟踪的鲁棒性和精度等方面具有显著优势。     

BOC调制信号抗干扰能力分析

抗干扰能力是卫星导航信号设计的一项重要考核要素。目前典型的方法是采用抗干扰品质因数、伪码跟踪精度下降来衡量。但是该抗干扰品质因数不能反映码速率对抗干扰能力的贡献,而伪码跟踪精度下降则不够简捷。提出了能够反映伪码速率贡献的载波跟踪抗干扰品质因数,以及能够简捷地反映伪码跟踪抗干扰能力的伪码跟踪抗干扰品质因数。采用所提出的两项指标,对二进制偏移副载波BOC(Binary Offset Carrier)调制这一新型卫星导航信号进行了抗干扰能力分析。结果表明,同码率BOC调制信号载波跟踪抗干扰能力比BPSK调制信号强,伪码跟踪抗干扰能力比BPSK调制信号弱。     

基于伪码测距技术的无线定位系统设计与仿真

分析、研究了伪码测距技术的基本原理和基于伪码测距技术对空间中目标进行单点静态无线定位的实现方法,重点研究了载波分离与解调、伪码捕获与伪码跟踪等核心模块.采用MATLAB对系统方案进行仿真,验证方案的合理性;在Modelsim软件中采用Verilog语言对伪随机序列的生成载波调制载波分离与解调以及伪码同步进行仿真.根据系统功能,参考软件无线电的设计思想,设计了工作在2.4 GHz频段、基于伪码测距技术的无线定位系统硬件平台方案.文中采用理论研究仿真与实际测试对伪码测距技术进行研究实现,采集记录了测试数据,并进行了分析,为后续的方案改进提供了数据参考.      

高动态宽带信号码跟踪方法仿真分析

针对高动态场景,单独的码环路很难实现跟踪,由于高动态载波跟踪的算法很成熟,通常应用载波跟踪结果对码环路进行辅助,针对窄体制信号,这种方法可以帮助消除码环的动态误差,但对宽体制信号来说,辅助力度减小。从高动态宽带信号码跟踪误差门限以及跟踪精度入手,分析了单独码跟踪算法的易失锁性,理论和仿真验证应用高动态载波跟踪结果辅助码跟踪算法的有效性,且具有高的跟踪精度。这为导航接收机的跟踪算法提供了理论依据。     

Receiver Architectures for Improved Carrier Phase Tracking in Atenuation, Blockage, and Interference

A significant impediment to real-time centimeter survey and vehicle guidance in difficult reception environments is the underlying signal tracking performance of the receiver. A number of researchers have investigated receiver signal tracking enhancements that take advantage of intersatellite path correlations, of particular benefit in environments with multiple satellite attenuations and blockages. This article surveys work in the area, with a focus upon an optimal estimation scheme known as integrated demodulation/navigation (IDN). By contrast with other techniques, IDN employs a high update rate extended Kalman filter to combine and process raw correlator data across satellites. Nonlinear loop simulations of real time kinematic (RTK) tracking during high-g aircraft maneuvers with vehicle-induced blockages are used to illustrate the filtering method and it s robustness. ? 1999 John Wiley & Sons, Inc.     

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...     

Tracking and orbit determination performance of the GRAS instrument on MetOp-A

The global navigation satellite system receiver for atmospheric sounding (GRAS) on MetOp-A is the first European GPS receiver providing dual-frequency navigation and occultation measurements from a spaceborne platform on a routine basis. The receiver is based on ESA’s AGGA-2 correlator chip, which implements a high-quality tracking scheme for semi-codeless P(Y) code tracking on the L1 and L2 frequency. Data collected with the zenith antenna on MetOp-A have been used to perform an in-flight characterization of the GRAS instrument with focus on the tracking and navigation performance. Besides an assessment of the receiver noise and systematic measurement errors, the study addresses the precise orbit determination accuracy achievable with the GRAS receiver. A consistency on the 5 cm level is demonstrated for reduced dynamics orbit solutions computed independently by four different agencies and software packages. With purely kinematic solutions, 10 cm accuracy is obtained. As a part of the analysis, an empirical antenna offset correction and preliminary phase center correction map are derived, which notably reduce the carrier phase residuals and improve the consistency of kinematic orbit determination results.

电子地图导航技术框架研究

导航技术在用户使用电子地图中起着重要的引导作用,本文在拓宽地图学和地理信息工程领域中将电子地图导航技术分为了6类:显示设备、信息重构、缩放+漫游、概览+细节、焦点+上下文和基于提示的对象可视化技术,并构建了电子地图导航技术框架研究的漏斗模型,并对框架中的地理任务分类、导航技术分类、导航技术理论、可用性研究和评估方法以及最后方案的复用5个方面进行了阐述,并提出了初步的解决方案。     

低轨卫星导航增强系统半物理仿真平台设计与验证CSCD

低轨道地球卫星(LEO)具有相对地面几何构型变化快、播发信号链路损耗小等优点.随着低轨卫星载荷研制与发射成本的逐渐降低,低轨卫星导航增强技术成为当前卫星导航领域的研究热点.目前国内外的低轨导航增强技术研究均处于起步阶段,没有成熟的低轨卫星导航星座,缺乏有效的低轨导航增强系统的服务性能验证手段.文中开展对低轨导航卫星轨道外推方法、低轨卫星信号捕获跟踪技术的研究,设计构建低轨导航增强系统半物理仿真平台.在仿真平台的基础上对北斗/低轨增强系统组合应用的高精度快速精密定位方法进行验证,实现了精密单点定位(PPP)的快速收敛且具有较高的内符合精度,对于低轨卫星导航增强系统的建设与应用具有一定的科学与工程价值.     

GNSS发展对军事物流影响探析

2020年随着全球卫星导航系统（GNSS）全面建成并投入服务,特别是我国北斗三号（BDS-3）正式开通,标志着GNSS及其应用发展进入新阶段,卫星导航定位技术的跨越式发展必将引起其应用领域变革.现代军事物流是信息化条件下军事行动的重要保障,卫星导航定位技术在其各领域各环节应用广泛,研究GNSS发展趋势及其对军事物流发展影响对提高军事物流保障效益至关重要.本文根据现代军事物流发展需求实践探索,研究分析GNSS发展现状及其系统、定位技术、应用三个方面发展趋势,并以卫星导航技术为核心,融合云计算、大数据、物联网、人工智能、5G通信等高新技术的发展前景,对军事物流理论、定位跟踪、投送导航、动态调度、调控管理等方面的发展前景进行研究分析.      

基于MPC的半潜式无人艇导航轨迹跟踪控制研究

针对新型半潜式无人艇在导航航行过程中轨迹跟踪误差较大的问题,提出基于模型预测控制（MPC）的轨迹跟踪控制方法．并建立新型半潜式无人艇的运动模型,基于实际参数,构建MPC目标函数和系统约束条件,将半潜式无人艇轨迹跟踪问题转化为最优值问题;利用仿真软件,对控制算法进行了仿真分析. 利用卫星定位设备进行了导航轨迹跟踪试验．仿真与试验结果表明:基于MPC的轨迹跟踪控制方法提高了半潜式无人艇的导航轨迹跟踪精度,跟踪精度比原有PID控制方法提高了50％左右.      

基于矢量跟踪的GNSS／SINS相干深组合系统研究

为满足组合导航系统在高动态环境下的性能要求,设计基于矢量跟踪的GNSS／SINS相干深组合导航方法。利用矢量跟踪环路将所有可视卫星的跟踪和导航解算融为一体,增强通道间的辅助;高动态对载波跟踪影响更大,在通道预滤波中将码环载波环分别用独立的滤波器处理,组合滤波中采用通道间差分降低滤波状态维数,提高计算效率。引入惯导的加速度辅助本地信号参数预测,较精确地测量卫星视线方向的加速度,减小接收机在高动态时段的剩余动态,提高本地信号参数的预测精度。基于矢量跟踪软件接收机搭建相干深组合仿真系统,实验表明该方法在高动态等环境下能提高信号跟踪性能,改善系统的精度、可靠性。