基于伪码相位/伪距组合的AGPS定位算法研究

针对GPS接收机在微弱信号环境仅能正常获取1～3颗卫星的伪距,其余卫星仅能测量其伪码相位情况下传统GPS算法无法定位的问题,结合AGPS接收机能够接收辅助数据的特点,探讨了一种基于伪码相位/伪距组合的AGPS定位算法,推导了使用伪码相位与伪距组合的AGPS定位算法模型,详细阐述了基于伪码相位/伪距组合的AGPS算法定位流程。通过计算与分析,结果表明在使用传统GPS算法无法定位的情况下,基于伪码相位/伪距组合的AGPS定位算法可以得到所需的位置信息,是一种对现存定位方法的有效补充。

基于伪距相位组合法的三频周跳探测

【目的】载波因具有波长短的优势而被广泛应用于卫星高精度定位中,但载波数据在接收过程中易受干扰,易发生周跳,从而对定位精度产生影响。为消除周跳带来的误差,就要进行周跳探测,以确定其发生位置。【方法】采用三频伪距相位组合(0,1,-1)和单频伪距相位组合对周跳进行探测。【结果】通过对采样率1 s的数据进行试验验证,结果显示,三频伪距相位法实现全频率周跳的高精度实时探测,单频伪距相位解决了三频法中存在不敏感组合周跳和无法判断是哪个频率发生周跳的问题。【结论】结果表明,该方法可快速准确地判断出周跳发生位置及大小,是一种良好的周跳探测及修复方法。

基于伪距相位组合实时探测与修复GNSS三频非差观测数据周跳

三频观测量能形成具有更长波长、更小噪声、更小电离层影响等优良特性的组合观测量,有利于提高周跳探测和修复的精度。推导伪距相位组合探测周跳的阈值条件;提出周跳确定成功率的概念;并从提高周跳确定成功率出发,给出伪距相位组合选取的标准和方法;最后利用一组实测GPS三频数据进行验证。结果表明,在数据采样率较高、历元间电离层延迟变化可忽略时,根据该方法选取的最优伪距相位组合可实时探测和修复三频非差观测数据中的所有周跳。

伪距相位和无几何相位组合探测与修复多频周跳的比较

基于三频伪距相位和无几何相位组合周跳探测与修复的基本原理,分别推导周跳探测的阈值条件,研究组合量的优化选取模型;以组合量标准差最小为原则并综合历元间电离层延迟误差,选取适合于北斗三频数据的伪距相位和无几何相位组合。实验结果表明,两种方法均能实时探测和修复所有模拟的周跳;综合算法计算量、复杂性和舍入误差,首选伪距相位组合法。

基于载波相位平滑伪距技术的GPS/INS组合导航

给出了基于载波相位平滑伪距技术的GPS/INS组合导航的公式并进行了误差分析。用算例对该算法进行验证,结果表明:如果GPS周跳较少或不发生周跳,基于载波相位平滑伪距技术的GPS/INS组合导航的精度较伪距紧组合导航有较大的提高;反之,精度提高不显著。

伪距和载波相位相结合的 DGPS/惯性组合导航

建立了伪距和载波相位相结合的ＤＧＰＳ／ＩＮＳ组合系统的状态方程和量测方程，并用滞后状态卡尔曼滤波对伪距和载波相位相结合的ＤＧＰＳ／ＩＮＳ组合系统进行了组合及仿真，给出了详细的仿真数据和仿真曲线。仿真结果表明，该组合系统的精度得到了进一步提高，这是提高导航精度的有效途径，对各种载体的精确导航与制导具有一定的现实意义。

基于伪距相位和STPIR组合的北斗三频周跳探测与修复

GNSS周跳探测中,电离层残差法的适用性受数据采样间隔的影响较大,同时联合其它组合观测量进行周跳修复时,周跳修复方程组易出现病态解。针对这些问题,文中提出一种可靠的北斗三频周跳探测与修复算法,通过构造北斗三频电离层残差组合观测量,进行二阶历元间差分,基于三频伪距相位组合优选理论,选取适用于北斗三频数据的伪距相位组合,结合两种组合观测量,优选条件数较小的组合系数矩阵进行周跳修复,最后通过北斗三频实测数据验证,结果表明:在数据采样间隔较大的情况下,利用构建的三个组合观测量可以探测出北斗三频原始数据中的所有周跳,具有很好的修复效果。

基于全相位FFT的伪码捕获研究

为了快速捕获高动态直接序列扩频信号,文章基于全相位FFT(apFFT)设计了一种变换域伪码捕获方法,该方法利用apFFT的频率通道完成了对不同码相位上多普勒频偏的并行搜索,同时在apFFT的基础上,利用全相位时移相位差法进行频率校正,理论分析和仿真结果表明,相比于传统的FFT伪码捕获法,该方法在进行伪码搜索时,可完成对多普勒频高精度估计,并且该方法具有更强的抗噪性能,适用于存在强噪声且快速移动的复杂通信环境。

采用相位平滑伪距方法研究两种卫星导航系统组合定位的精度

北斗卫星导航系统目前已经开始提供区域定位服务。为了研究北斗系统单点定位精度以及与全球定位系统组合定位效果,采用赫奇滤波方法对全球定位系统单系统、北斗系统单系统以及双系统消电离层组合伪距观测值进行相位平滑,并对单系统以及双系统消电离层组合的定位结果进行比较分析。实验结果表明,平滑后的定位误差更稳定,误差波动范围明显变小。目前北斗系统平面精度10m,高程精度优于20m。因为北斗系统星历精度目前还不及全球定位系统星历精度,在全球定位系统观测卫星足够时,引入北斗系统观测值并不一定能提高定位精度。

辅助型GPS接收机中伪码相位延时及其不确定度估计算法研究

快速捕获卫星信号是研制辅助型GPS(A-GPS)接收机所必须解决的一项关键技术.针对A-GPS接收机能从辅助数据中获取有效星历的特点,本文提出了一种伪码相位延时及其不确定度估计算法.该算法在对建立的信号发射时刻方程泰勒展开的基础上,利用辅助信息建立了伪码相位延时及其不确定度估计方程.分析和仿真表明,提出的算法能有效压缩剩余卫星伪码相位延时不确定度,加快A-GPS接收机的捕获速度.

伪距/伪距率/双差分载波相位组合导航方法

为了提高组合导航的精度,提出了一种伪距/伪距率/双差分载波相位组合导航方法。通过构造双差分载波相位观测量,以消除组合导航中若干误差源,避免整周模糊度的求解。为了避免组合后误差积累发散,引入伪距/伪距率信息,设计了一种新的滤波器。该滤波器能发挥载波相位高精度和伪距/伪距率包含绝对信息的优势。最后利用GPS实测数据和仿真惯性导航数据进行组合导航试验。试验中对比了伪距组合、双差分载波相位组合等常见组合导航方法。两小时试验结果表明,提出的组合导航方法比传统伪距组合方法的平均水平定位精度高61.13%,方法可行。

并行组合扩频组合伪码捕获算法研究

为提高并行组合扩频测控通信系统接收端的同步性能,研究并行组合伪码的同步头、滑动相关、数字匹配滤波捕获算法,提出了并行组合伪码的FFT捕获算法。经理论分析与仿真验证,得出了数字匹配滤波与FFT捕获算法适用于并行组合扩频测控通信系统的结论。

基于载波平滑伪码的高精度航天扩频体制测距技术

在航天扩频测控系统中,伪码测距技术可以有效避免相位模糊,但是码长也限制了其相位测量精度,而载波测距技术则具有更高的相位测量精度。针对扩频测控体制,提出了一种基于载波平滑伪码的高精度航天扩频体制测距技术,该技术利用锁相环获得的载波相位对伪码值进行平滑,在保留伪码测距无相位模糊特性的基础上进一步提升测量精度,从而减小测距接收机的随机误差。仿真结果和试验数据表明:该方法能有效提高星地测距精度,测量精度达到毫米量级,具有很强的实用价值。

基于高斯和粒子滤波的联合码和载波相位的伪距估计算法

针对导航星座中码测量值精度低但无整周模糊度,而载波相位测量值精度高但存在整周模糊度的特点,提出了一种基于高斯和粒子滤波(GSPF)的伪距估计算法,结合了两组测量值各自的优点。理论分析和仿真结果表明,该算法对周跳不敏感且伪距估计精度高。

伪码脉冲引信m序列的相位校正二阶差分识别

应用FFT测脉冲初始相位并计算相位序列的二阶差分来识别伪码脉冲引信信号m序列,在信号环境复杂、信噪比较低的情况下,存在误差较大、识别正确率低的问题。为此,提出在测脉冲初始相位的同时,通过检测测频误差来对消测相误差,对相位序列二阶差分进行校正的相位校正二阶差分方法来识别信号m序列。在不同信噪比条件下,仿真结果显示相位校正二阶差分识别算法能取得更好的识别效果。

北斗/惯导组合导航中伪码跟踪技术研究

现代北斗卫星通信接收机中,单纯的伪码跟踪环已无法满足高动态、强干扰环境下的伪码同步。组合导航已成为一种发展方向,且在高动态、强干扰的环境下,传统的组合方式也无法使伪码跟踪环的性能达到最优。采用伪码跟踪环与惯导相互反馈的超紧组合方式,解决了伪码跟踪环中跟踪精度与动态性能之间的矛盾,提高了组合导航系统的稳定性。同时又在伪码跟踪环的内部增加了积分控制信号,仿真结果表明,组合方式设计增强了伪码跟踪环的环境适应能力,提高了伪码跟踪环的工作性能。

多频载波相位混合伪距组合解算模糊度研究

基于多频载波相位混合伪距组合原理,根据无几何消电离层的限制条件,以组合后噪声最小为目标提出了优选模型,搜索得到适用于GPS中长基线模糊度解算的典型组合;进而研究了利用电离层延迟平滑改进的多频模糊度解算方法,对GPS三频仿真中长基线数据进行了实验。结果表明,采用实时平滑电离层延迟,只需几min的数据便可以使双差电离层延迟影响削弱到cm级,而利用十几min的观测数据可以快速正确固定基础载波相位模糊度,具有一定的实用价值。

组合二进制偏移载波信号的伪码周期及组合码序列盲估计

针对在非协作通信以及低信噪比下组合二进制偏移载波(CBOC)信号伪码周期和组合码序列较难估计的问题,该文提出了2次谱算法与基于径向基函数(RBF)神经网络算法。对输入信号进行2次功率谱计算,可以得到CBOC信号的伪码周期。在此基础上,首先对接收的1周期组合码序列进行重叠分段,其次优化筛选出学习系数,对每段数据向量作为RBF神经网络的输入信号并进行有监督地调节,最后对每段数据向量多次输入并反复训练权值向量就可以恢复原组合码序列。仿真结果表明,利用2次谱可以在低信噪比下估计出伪码周期;在误码率低于1%的情况下,所提出的RBF神经网络相比于反向传播(BP)神经网络与Sanger神经网络,信噪比分别提高1 dB和3 dB,并且在同等条件下所需的数据组数较少。

载波相位平滑伪距在GPS/SINS紧组合导航系统中的应用

针对GPS/SINS紧组合导航系统中伪距噪声大从而引起组合导航系统精度低的问题,提出了将载波相位平滑伪距方法引入到组合导航系统中,利用具有较高精度的载波相位对低精度伪距进行平滑滤波,在建立观测方程的同时,为了减小Kalman滤波器计算量,选用最佳4颗卫星的伪距与伪距率作为观测值,并提出了一种四面体选星法,该方法不需要进行矩阵求逆运算,减小了运算量。利用光纤陀螺捷联惯导系统与GPS接收机搭建了实验验证系统,通过车载实验对所提出的方法进行了验证,实验结果表明,经过载波相位平滑后的伪距噪声得到了降低,从而能够进一步提高GPS/SINS组合导航系统的定位精度,其位置误差均方根值相比无载波相位平滑减小近40%。

基于FFT相位差修正的伪码快捕方法

针对大频偏下高动态直扩接收机伪码捕获时间长的问题,提出了一种新的基于FFT相位精确估计频偏的改进方法。利用分段FFT频谱的相位差信息修正估计误差,以达到精确估计频偏的目的。理论分析和仿真结果表明,与传统的方法相比,该算法简单有效,具有较高的估计精度。