一种基于集体检测理论的GPS直接位置估计实现方法

传统GPS导航定位解算方法需要事先成功捕获、跟踪并实时获取多颗卫星的伪距测量,不适用于弱信号环境下卫星信号无法捕获的场景。集体检测是一种将各卫星信号的相关能量非相干累加后依据极大似然准则进行直接位置估计的理论。本文基于A-GPS提供的先验信息,提出了一种实现集体检测的具体参数估计方法和搜索策略,并基于真实GPS弱信号验证了算法的实际性能。实际试验表明,本方法与信号是否成功捕获和跟踪无关,适用于弱信号等环境下的定位解算。

GNSS直接位置估计技术综述

直接位置估计(DPE)是一种最大似然估计(MLE)最优的新型导航接收机技术,对弱信号以及多径干扰具有鲁棒性,能够克服传统两步法接收机在城市峡谷等复杂环境下无法正常工作的缺点.本文首先分析了DPE在理论方面的优势潜力,总结了DPE实现层面临的问题,并在应用层给出了复杂环境下的接收机设计框架,该接收机根据信号可用程度来判断是否使用DPE进行导航定位,能够在消耗尽量少的算力资源下提高接收机在复杂环境下的定位性能.

信号波形已知条件下多目标直接定位性能分析及其改进算法

相比传统"测向+位置估计"两步定位体制,以Weiss和Amar提出的目标直接定位技术具有精度高、分辨能力强等优点,并且便于利用信号波形信息.该文首先针对Weiss和Amar提出的信号波形已知条件下的多目标直接定位算法(称为Weiss-Amar算法)进行理论性能分析,证明了其参数估计的渐近一致性,推导了其参数估计的渐近方差,并指出当不同目标信号波形相关时会对算法性能产生较大影响.针对这一缺点,文中提出了信号波形已知条件下的改进型多目标直接定位算法,与Weiss-Amar算法不同的是,改进算法对全部目标的位置参数进行协同估计,并且通过交替投影迭代进行数值优化,能显著提高对相关信号的定位精度.最后文中推导了信号波形已知条件下多目标位置直接估计方差的克拉美罗界.仿真实验验证了文中理论分析的有效性和改进算法的优越性.

基于北斗B1C信号的DPE方法定位性能分析

城市峡谷环境的高精度定位是全球卫星导航定位系统亟待解决的重要问题之一。近年来提出的直接位置估计(Direct Position Estimation, DPE)方法是基于“导航域”实现位置的最优估计,现有研究集中于全球定位系统(Global Positioning System, GPS)信号进行分析验证,缺乏新体制信号的对比和抗多径原理分析,并且计算量过大不易实现。针对以上问题,基于北斗卫星导航系统(BDS)B1C信号,设计了一种快速DPE软件接收机,并基于城市峡谷环境下的真实信号验证了BDS B1C新体制信号DPE软件接收机的实际性能。实际试验表明,相同信号相干积分长度和卫星几何精度因子情况下,DPE接收机使用二进制偏置载波调制(Binary Offset Carrier, BOC)新体制信号相较于二进制相移键控(Binary Phase Shift Keying, BPSK)信号在城市峡谷环境下定位精度具有显著提升。