GNSS导航信号的开环补偿多径抑制方法

多径的存在会给全球导航卫星系统的接收机带来较大的定位误差。因此,高精度的接收机须对多径信号进行抑制。针对目前常用的多径抑制方法的优缺点,提出了一种基于多门延迟和曲线拟合的多径抑制方法。该方法通过多门延迟来重塑伪码的自相关函数,用于找到直射信号的伪码真实位置和接收机码跟踪环路鉴别结果之间的偏差,进一步通过曲线拟合方法更加精确地计算出该偏差,最后将该偏差通过开环方法补偿给伪距计算,使得接收机在不改变环路跟踪性能和抗动态干扰性能的前提下实现定位性能的提升。仿真结果表明新算法在前端带宽的影响下对短、中长多径均能进行有效地抑制。      

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。     

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。     

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。     

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...     

多径效应的动态特性对码跟踪环路的影响分析

接收机与卫星之间的相对运动,使得多径效应存在动态特性。针对卫星轨道的不同,分析多径效应对测距误差的影响,着重讨论静止接收机接收GEO卫星信号时出现的固有多径现象,仿真分析多径信号的衰落频率对码跟踪环路的影响。仿真结果表明,当衰落频率接近或大于码环路带宽时,多径对码跟踪精度的影响会在一定程度上被滤除;不同的卫星轨道导致多径效应的动态特性存在差异,会使测距误差在时域上表现出短时快变和长时缓变两种特征。为研究多径效应产生机理与卫星轨道因素的相关性提供了验证途径。     

北斗系统伪距多径特征及对其定位精度影响分析

随着全球卫星导航系统现代化程度提高,电离层延迟、对流层延迟、轨道误差等各项误差得到了有效消除或减弱,但是不同用户端的多路径效应误差是不相关的,不能通过差分修正,使得多径误差成为影响用户定位精度的主要误差源。针对北斗系统多星座伪距多径分析需求,首先给出了基于相干超前-滞后延迟锁定环的码跟踪多径误差模型,生成了不同带宽、不同相关间距条件下的多径误差包络线;其次,利用信号源模拟北斗信号及其一路多径信号,定量分析了多径对北斗伪距观测值的影响,研究了不同厂家北斗接收机的抗多径性能;最后,利用北斗接收机实测数据,设计了短基线差分方法,分析了实测环境下伪距多径大小及其对单双频定位性能的影响。结果表明:北斗系统B1频点伪距多径大于B3频点,地球静止轨道卫星伪距多径大于倾斜地球同步轨道和中圆地球轨道卫星;静态条件下,B1频点多径误差均方根最大值为2.53m,B3频点多径误差均方根最大值为0.73m。     

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．     

一种改进扩展卡尔曼滤波算法的GPS多径抑制应用

在用EKF算法消除微弱GPS卫星信号中的噪声,并估计出多径幅度与码相位时延的码跟踪环中,由于各种误差的存在,从而降低了环路的跟踪性能。针对这一问题,该文在EKF算法的基础上提出了一种LSEKF算法,该LSEKF算法用最小二乘估计的原理对EKF算法所用的采样观测点进行修正,构造出一组无偏、均方误差和最小与空间分布确定的新型采样观测点,用来进行后续的滤波估计。仿真结果表明,相比EKF算法,LSEKF算法拥有更高的伪码跟踪精度,而且收敛速度更快,跟踪门限也更低。     

基于QBOC码的BOC信号码跟踪环路的性能分析

在Galileo系统建设和GPS现代化的进程中,为实现与BPSK（Bi-phase Shift Keying）的频谱分离,采用了BOC（Binary Offset Carrier）调制。BOC调制在码跟踪精度、多径抑制等方面比BPSK调制具有更好的性能,但其自相关函数的多相关峰特性使得在测距中可能产生偏差,因此,消除相关峰的模糊度是BOC信号接收中非常关键的问题。介绍了一种基于QBOC码的BOC信号码跟踪环路（“BOC十QBOC-BOC”）,并推导出该环路码跟踪性能的解析表达式,最后的仿真结果验证了理论推导的正确性,可为BOC信号接收机的设计提供参考。     

GPS码跟踪环自适应多径消除算法

根据多径信号的产生机理,在对GPS接收机中的码跟踪环多径信号模型研究的基础上,提出了采用自适应滤波的来消除GPS多径效应的算法。自适应滤波的方法不需要估计模型的系统参数,而直接通过自适应滤波将多径信号滤除。在有噪声的情况下,自适应滤波的RLS算法是最小二乘意义下的最优估计,仿真的结果表明采用自适应滤波算法可以快速的消除多径的影响,修正鉴相函数的过零点偏差,提高码跟踪环的跟踪精度。由于自适应滤波算法是递推算法,易于软、硬件实现。     

利用信噪比削弱GPS多路径效应的研究

由于多路径误差的非时空相关性,使其成为双差模型中较难解除的误差源。本文利用观测值的信噪比对观测值质量进行评价,通过降低受多路径效应影响的观测值的权重,从而达到削减多路径误差的目的。最后通过实验数据解算结果的重复性验证了此方法的有效性和可靠性。     

GPS参考站网络的多路径误差建模技术研究

通过研究多路径误差的周日重复性特征,将参考站网络多路径历史数据用于减弱参考站网络基线解算中的多路径效应影响,以提高网络解算(尤其指低高度角卫星和新升卫星)的初始化进程及可靠性。通过分析多路径误差的产生机理,研究多路径误差与信噪比信息的强相关关系,建立信噪比相关网络内插模型(SNRIM),用于流动用户位置高精度多路径改正数的实时计算。最后通过四川GPS观测网络实验,验证上述方法在网络高精度实时定位领域应用的有效性及可靠性。     

BOC调制信号多径误差分析

针对导航信号的多径误差分析,在多径误差包络曲线分析方法基础上提出了多径误差包络期望分析方法。与包络曲线分析方法相比,包络期望分析方法能够定量分析导航信号多径误差。基于包络期望分析方法,对同码速率的二进制偏移载波(BOC)调制导航信号与二进制相位控键(BPSK)调制导航信号的多径误差进行了对比分析。结果表明,BOC调制导航信号具有更小的典型多径误差。     

GPS多路径效应实例计算与分析

本文讨论了一个GPS伪距多路径值计算及其频谱分析的方法。文中首先介绍了GPS多路径试验测量和观测数据采集的程序。然后探测和修复周跳、再利用伪距多路径计算公式,获得GPS测量中的伪距多路径值。实例证明该方法有效地计算出了伪距多路径值。     

一种顾及先验约束的北斗观测数据多路径一步修正模型

卫星观测数据质量是衡量系统服务性能的关键指标之一。多路径延迟作为导航定位服务中的主要误差源,是全球导航卫星系统数据处理领域的研究热点。针对多路径分步处理策略无法获得全局最优解的问题,提出一种基于先验约束的北斗卫星导航系统（BeiDou navigation satellite system, BDS）观测数据多路径实时修正模型。首先,基于提取的多路径延迟序列,利用全变分正则化算法实现多路径序列的分离与降噪;然后,利用最小二乘和自回归模型对多路径序列中趋势项与随机项进行一步建模处理;最后,以求解的多路径模型系数为先验信息,精化实时服务条件下BDS多路径处理模型。BDS实时精密单点定位实验表明,相较于传统多路径处理策略,经顾及先验约束的BDS观测数据一步修正后,BDS-2定位精度在E、N、U方向分别提升了10.6%～64.9%、0.0%～59.1%和12.6%～67.2%(B1I+B3I),BDS-3定位精度在E、N、U方向分别提升了13.9%、60.0%、45.9%(B1I+B3I)与19.1%、46.5%、23.9%(B1C+B2a)。所提的多路径处理模型可有效改善BDS实时定位应用中...     

Multipath mitigation by conventional antennas with ground planes and passive vertical structures

An antenna ground plane (GP) plays a major role in the mitigation of multipath coming from underneath the antenna. A distinct trend in user antenna size and weight reduction has been observed during recent years. With this focus in mind, an overview of conventional flat conductive and impedance GP is provided. Results of modern developments of passive vertically stacked structures are discussed. The possibility of obtaining a reasonable level of multipath mitigation with vertical structures of several centimeters is shown.     

GPS multipath mitigation: a nonlinear regression approach

Under the assumption that the surrounding environment remains unchanged, multipath contamination of GPS measurements can be formulated as a function of the sidereal repeatable geometry of the satellite with respect to the fixed receiver. Hence, multipath error estimation amounts to a regression problem. We present a method for estimating code multipath error of GPS ground fixed stations. By formulating the multipath estimation as a regression problem, we construct a nonlinear continuous model for estimating multipath error based on well-known sparse kernel regression, for example, support vector regression. We will empirically show that the proposed method achieves state-of-the-art performance on code multipath mitigation with 79 % reduction on average in terms of standard deviation of multipath error. Furthermore, by simulation, we will also show that the method is robust to other coexisting signals of phenomena, such as seismic signals.     

GNSS接收机观测数据多径效应分析方法研究

多径效应是影响GNSS接收机观测数据质量的主要误差因素之一。首先,介绍了多径效应及其信号特性,分析了多径效应对GNSS接收机伪距测量和载波相位测量的影响,阐述了三种GNSS接收机观测数据多径效应分析方法,并结合实际观测数据给出了多径效应分析结果,最后介绍了几种常用的多径效应抑制方法。