基于矢量频率锁定环的高动态GPS信号跟踪

研究了高动态环境下矢量跟踪算法在GPS接收机中的应用,提出了一种适合高动态环境的矢量频率跟踪算法。当接收机存在高动态时,与由其引起的多普勒频率的变化率相比,由卫星运动引起的多普勒频率的变化率非常小,多普勒频率的变化主要由接收机的动态引起。对各个通道来说接收机的速度与加速度等状态信息是共同的,因此利用矢量跟踪的方法从各个通道的量测数据中直接估计接收机的速度、加速度等状态,可以有比通常的标量跟踪更低的跟踪门限,而在相同的载噪比下,可以有比通常的标量跟踪更好的估计精度。给出了一种适合高动态环境的矢量频率锁定环(VFLL)的结构,详细分析了导航滤波器的系统转移方程与量测方程,讨论了导航滤波器的实现。利用非线性估计的方法代替鉴频器提取频率误差,提高矢量跟踪的性能。由于矢量跟踪的性能是与想定相关的,在典型的高动态情景下,根据具体的想定,利用仿真的方法分析了矢量频率锁定环的跟踪性能。仿真结果表明矢量跟踪在高动态环境下可以有比标量跟踪更好的优势,能很好地跟踪GPS接收机的高动态信号。

微弱GPS信号矢量频率锁定环设计

载波跟踪环是传统独立式GPS接收机最脆弱的环节,针对弱信号环境下其比伪码跟踪环路更容易失锁的问题,本文给出一种基于矢量频率锁定环(vector-frequency lock loop,VFLL)的载波跟踪方法。给出VFLL理论推导及实现过程,并以最小二乘估计方法证明VFLL在载波跟踪性能上优于频率锁定环(frequency lock loop,FLL)。静止场景时9颗卫星实验结果显示,本文给出的方法能够实现14 d B/Hz微弱GPS信号的载波跟踪。

工作频率选择对GNSS接收机通道跟踪环路的影响

GNSS接收机因须并行接收处理大量卫星信号,使用通道数量较多,功耗大是其主要难题,降低功耗的解决方法之一是让通道工作时钟采用较低的频率。通过分析工作时钟与所需处理的伪码频率的关系,本文给出了通道时钟频率对伪码相位分辨率和相位抖动幅度的影响。选取两种频率的工作时钟进行仿真实验,结果表明在相同仿真条件下,选用21MHz工作时钟与选用63MHz工作时钟相比,接收机的伪码测量精度、载波测量精度均下降1倍左右,但其引入的测量误差仍小于理论估算结果,选取较低的工作时钟频率是兼顾功耗与精度的折中方法,适合作为工程设计方案。

基于扩展卡尔曼滤波的全球导航卫星系统矢量跟踪建模与仿真

针对现有公开资料缺乏对全球导航卫星系统(GNSS)矢量跟踪算法具体滤波跟踪控制过程的详细分析,建立了矢量延迟/频率锁定环(VDFLL)跟踪模型并对模型线性化过程进行推导。重点分析了矢量VDFLL跟踪算法时序逻辑控制问题,同时针对VDFLL无法实现对载波相位锁定等问题,提出了一种串联式锁相环(PLL)电文解调模型。建立了以软件接收机为平台的矢量VDFLL模型,并进行了半实物仿真验证。仿真结果表明,所建矢量VDFLL控制模型不仅正确地实现对接收机状态信息的最优估计,同时具有良好的动态跟踪性能。

多项式预测GNSS信号矢量跟踪算法

提出了一种多项式预测全球卫星导航系统(GNSS)矢量跟踪算法,不需要接收机运动参数的先验信息,不同于传统卡尔曼滤波器需要根据目标的运动状态选择合适的动态模型并且调节相应的状态噪声。对观测噪声进行自适应估计,实现对目标状态更为鲁棒的跟踪。仿真结果表明,建立的矢量跟踪模型能够准确跟踪目标状态,适应各种加速度的目标运动情况,在加速度发生突变时,也能保持鲁棒的跟踪,有效避免了传统卡尔曼模型由于参数选择带来的问题。

GNSS接收机矢量跟踪算法研究综述

GNSS接收机信号跟踪的实质是对卫星信号的扩频码延迟和载波频率偏移进行连续估计的过程。从信号跟踪的基本原理出发,综述了矢量跟踪算法的基本思想和研究历程,分析了算法中系统建模、模型参数确定和滤波器设计等关键环节,总结比较了算法的最新衍变形式,包括极大似然估计矢量跟踪环和联合矢量位置跟踪环的模型、特点和优势,通过仿真验证了矢量跟踪相比标量跟踪具有失锁重捕快、跟踪误差小和稳定性好的优点,最后总结了矢量跟踪技术的应用并展望了其未来发展方向。

一种基于VDFLL和CaKFPLL的INS/GNSS超紧耦合方法

为了提高复杂电磁环境下的GNSS抗干扰能力,针对低成本制导武器的导航需求特点,提出了一种基于矢量延迟锁定环和锁频环并级联卡尔曼滤波锁相环的INS/GNSS超紧耦合的改进算法。分析了INS辅助矢量跟踪结构,给出了基于鉴别器的低复杂度基带预处理滤波器和基于EKF锁相环滤波器的详细设计方法。此外,设计了干扰环境下的高动态飞行轨迹,用于验证INS/GNSS超紧耦合算法,动态仿真试验结果表明,在干扰环境下INS/GNSS超紧耦合系统的导航能力相对于独立式高动态跟踪技术的接收机有明显优势,跟踪GPS L1 C/A情况下,可容忍干信比为48.6 dB,比独立式接收机的干扰抑制能力提高了约12 dB。

DTMB接收机定时恢复算法及其高效VLSI实现

提出一种基于中国数字电视标准DTMB(Digital Terrestrial/Television Multimedia Broadcasting)的时域定时恢复方案.该方案采用全数字延迟锁定环来跟踪定时误差,与传统的时域鉴相器相比,本文提出的鉴相算法能实现增益的自动归一化,且捕获范围为原算法的三倍,能纠正采样频率偏差达到±90ppm.此外本方案能实现环路带宽的自动调整,以兼顾较快的收敛速度和较小的抖动.本文最后给出了此方案的性能仿真及VLSI实现结果.

卫星导航系统接收机原理与设计——之九(下)

要成功解调出导航电文，接收机必须在信号跟踪过程中实现位同步和帧同步。接收机利用延迟锁定环DLL和频率锁定环FLL实现信号伪码相位和载波频率的精确估计，并动态地跟踪导航信号多普勒频移和测距码相位的变化，成功实现比特同步之后，接收机就可以解调同步位信息和导航电文。

基于极大似然估计器的GNSS矢量跟踪算法

矢量跟踪是一种将全球导航卫星系统(GNSS)接收机的信号跟踪与导航解算融为一体的跟踪算法。传统的基于矢量延迟/频率锁定环(VDFLL)的跟踪算法普遍采用延迟锁定环(DLL)和锁频环(FLL)鉴别器计算伪距和伪距率偏差观测量,由于锁频环鉴别器存在近似误差和一步延迟效应,在高动态环境下容易造成环路失锁。从直接估计卫星信号特征参数的角度出发,基于中频信号模型构建码相位和载波多普勒的极大似然代价函数,采用非迭代估计算法得到各通道码相位和多普勒频移的估计偏差,转换为卡尔曼滤波器的观测矢量,提出一种基于极大似然估计器(MLE)的矢量跟踪算法。理论分析和仿真结果表明:新算法结合了极大似然估计和矢量跟踪的优点,克服了FLL的延迟效应,与基于VDFLL的矢量环路相比,高动态环境下的跟踪稳定性更好,可以对被遮挡的卫星保持持续的跟踪。

频率合成器、功率合成器、均衡器、衰减器

Y2000-62591-375 0114941具有自动开关电容器调谐环路的900MHz.2.5mACMOS 频率合成器=A900MHz.2.5mA CM0s fre-quency syntbesizer with an automatic SC tuning Loop[会,英]/Lin,T-H.& Kaiset,w.//2000 IEEE Cus-tom Integrated Circuits Conference.—375～378(EC)Y2000-62591-465 01149421000基于-T 千兆位以太网用低复杂性接头均衡器=AloW complexity joint equalizer and decoder for1000base-T Gigabit Ethemet[会,英]/Haraiseh,E.&