惯性信息辅助的高动态弱GPS信号快速捕获

通过分析高动态弱GPS信号对捕获的影响,提出了一种惯性信息辅助的快速捕获算法。该算法利用惯性系统的速度估算GPS载波信号的多普勒频移,减小频率搜索范围。同时,通过改进基于快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)的相干-非相干积分捕获策略,克服了导航数据位边沿和多普勒速率引起的能量扩散,提高了捕获的灵敏度和速度。最后,对高动态弱GPS信号捕获进行了仿真验证,结果表明该算法仅用300 ms的输入数据就可以有效捕获载噪比为24dB-Hz的GPS信号。

基于平均相关和差分相干累积的微弱GPSC/A码信号精密捕获算法

针对弱信号条件下GPS C/A码捕获问题,提出一种基于平均相关和差分相干累积的码捕获算法。首先,引入相干能量最大值与第二大值的比值作为判决变量,仿真了各种捕获算法的虚警概率得到最佳的判决门限;然后,通过设置的判决门限获得不同多普勒频率偏差及信噪比条件下的检测概率;最后,比较了所提差分相干累积算法、相干非相干累积算法以及非相干累积算法的捕获灵敏度。仿真实验表明,在相同接收数据长度的情况下,采用差分相干累积算法比其他2种算法提高捕获灵敏度约2 d B。

基于LMS谱预测和小波分解的弱GPS信号捕获算法

弱GPS信号的捕获算法是高灵敏度GPS接收机的关键技术,首先介绍了传统的GPS捕获原理,在此基础上,参考小波分解对GPS捕获信号进行降噪处理的方法,并结合LMS谱预测降噪法,提出了LMS谱预测和小波分解混合弱GPS信号捕获算法。考虑到小波分解和LMS谱预测的降噪原理不同,对3种方法对GPS捕获信号的降噪效果进行了仿真和对比。仿真实验结果表明本文所提出的降噪算法与仅用小波分解和LMS谱预测相比最大输出信噪比分别提高4.29 dB和2.93 dB。有效地提升了GPS捕获信号的信噪比和接收机的灵敏度。

微弱GPS信号差分快速捕获算法

微弱GPS信号的捕获算法,是高灵敏度GPS接收机实用化的关键技术,但通常有效提高GPS信号捕获灵敏度的信号累积技术会消耗大量时间。通过对当前主要弱信号累积技术和捕获算法的分析,在总结其利弊的基础上提出了利用差分累积的微弱GPS信号快速捕获算法,并通过仿真验证了算法性能,利用实际采样数据证实了算法的有效性。

基于机会蚂蚁群集的多频段融合GPS弱信号跟踪采集

基于蚂蚁群集算法的信号检测与跟踪元数据,构建蚂蚁群集网络架构多时空、高维度的随机过程,使得任意蚂蚁个体根据信号的随机轨迹机会地加入传输路径,以便降低外界干扰和抵消信号失真。基于机会蚂蚁群集网络架构的GPS信号频域表征传播过程,给出多频GPS弱信号体生成和融合过程,并提出一种新的多频段融合GPS弱信号跟踪采集算法。仿真实验结果表明,与未提取GPS弱信号的跟踪采集算法相比,该算法在蚂蚁群集控制实时性、GPS弱信号采集敏感度和跟踪精度上均具有明显优势。

基于小波的改进GPS弱信号跟踪方法

针对GPS信号在室内、隧道、森林等复杂环境下,信号强度大幅衰减,以及形成多径等不利影响,提出了一种改进的GPS信号跟踪方法。该方法以传统GPS接收机跟踪环路为基础,在载波跟踪环节对Costas环进行改造,使用小波分析方法来降低鉴别器的输出噪声,以尽可能减少跟踪环路中诸多时变噪声对弱信号的污损。仿真结果表明输出信号波动明显减小,噪声得到了有效抑制,跟踪过程更加稳定。

多径干扰下GPS弱信号跟踪算法研究

在带有多径干扰的、并且低载噪比的GPS信号下,分析了多径带来的码环误差以及因此引起的伪距误差的原理.在此基础上,考虑在码环跟踪的Strobe鉴相算法中,引入一个修正因子σ,使得码环跟踪时,对一定范围内的短多径起到抑制的作用.由于改进后的跟踪算法没有用到Q路输出,并且原信号为弱信号,因此需要跟踪环路提供好的载波跟踪性能.为此,考虑使用扩展卡尔曼滤波(EKF)算法来替代原有的载波跟踪环路,提高跟踪环路的噪声抑制性能.在此基础上,将EKF载波环跟踪与修正后的码环跟踪结合起来使用,共同进行多径干扰下GPS弱信号的跟踪.

不需辅助信息的室内GPS信号捕获算法

弱GPS信号的捕获要花费大量的时间。减小捕获时间能改善GPS接收机冷热启性能,同时保证送给跟踪程序的捕获结果是准确、可靠、及时的。差分相干的联合检测算法可以不需要辅助数据,在200ms内捕获到-177dBW的GPS信号,且避免了FFT操作。提出一种基于差分相干的自适应门限捕获算法,其接收门限能根据接收卫星信号功率进行自适应调整,且满足系统设定的误捕率。

竹林环境中GPS信号质量及其定位性能分析

竹林定位有助于大规模林业的智能管理,然而竹林环境的GPS定位性能一直没有被测试和评估。该文采用多接收机多测试点思路测试竹林中GPS信号质量及其定位性能,并采用全站仪提供测试点参考真值。测试结果表明:与开阔天空相比,竹林环境GPS信号载噪比平均衰减5dB-Hz,多路径误差增加一倍;典型竹林环境下GPS静态相对定位的水平定位误差小于2.5cm,且卫星几何分布对GPS定位精度影响明显。因此,这种厘米级GPS静态定位可以在竹林资源管理中发挥作用。

一种HSGPS接收机的设计与验证

分析了GPS弱信号的特点,探讨了只存在NLOS型信号时影响GPS定位的主要技术因素。以u-blox公司的LEA-5S为基础,设计和验证了针对弱信号环境下车辆定位的HSGPS接收机。最后,通过测试其启动的TTFF和定位准确度,论证了HSGPS接收机设计及弱信号环境下定位车辆应用的可行性。

一种自适应GPS位同步方式

文章对目前常用的几种典型GPS位同步算法进行了介绍、比较和对比,尽管这几种算法都可以有效实现同步,但是都没有解决强弱信号自适应的问题。为此,文章提出了一种改进的位同步算法,该算法考虑了信号与噪声的幅度关系,基于此进行了自适应门限处理,进而解决了信号强度适应的问题。最后,文章对新算法进行了仿真验证,结果表明算法可以实现强信号快速同步,弱信号正常同步的设计目的。