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。

一种改进的BOC信号码跟踪环路设计方法

由于高阶二进制偏移载波调制(Binary Offset Carrier,BOC)信号存在自相关函数多峰值特性,在低信噪比(Signal-to-noise Ratio,SNR)环境下,其解扩后的相关峰分布易受噪声影响造成峰值错乱,严重影响基带码跟踪环路性能和伪距测量精度。介绍了经典BOC信号非相干过超前滞后(Non-correlation Very Early Late Processing,VNELP)码跟踪环路,并对其在低信噪比条件下的跟踪性能进行评估,提出了基于VNELP环路的延时相干支路法对原有码跟踪环路在低信噪比条件下对高阶BOC信号的处理性能进行改进。计算机仿真验证了所提方法的有效性和对原VNELP环路的性能改进效果。

一种基于块调整的GPS码跟踪环路硬件设计方法

文中采用块调整的码跟踪策略进行GPS码跟踪环路的硬件设计.与传统锁相环跟踪环路相比,它无需不断调整码的初始相位,C/A码一旦产生,就一直使用.当本地生成码和输入信号没对齐时,通过调整输入信号的左右偏移,来更好地匹配本地生成码.实验表明,该策略下的码跟踪环路在保证功能实现的情况下,硬件节省38.5%,功耗节省21%.

GPS接收机C/A码跟踪算法及环路控制策略

高动态GPS接收机指在接收信号有较大的多普勒频率偏移及其一阶、二阶导数存在时仍能正常工作的GPS接收机。针对高动态环境下伪码跟踪所遇到的问题,重点研究了与高动态载波跟踪算法相匹配的、基于载波辅助技术的归一化非相干点积功率伪码跟踪算法,以及预检积分时间可变的伪码跟踪环路控制策略。采用MATLAB建立了系统模型,仿真结果表明:采用伪码跟踪算法以及结合相应的高动态载波跟踪算法的伪码跟踪控制策略的GPS接收机能在加速度为80 g,加速度为10 g.s-1的指标下正常工作。

BPSK-R信号与BOC信号码跟踪性能分析及比较

分析了射频前端带宽与BOC信号自相关函数的关系,研究了射频前端带宽和早迟码间距对S曲线的影响。在规范的TOA误差估计模型框架下,采用非相干延时码跟踪锁定环,推导出非相干延时锁定环理论计算的码跟踪误差与射频前端带宽、早迟码间距、载噪比、积分时间和码环路带宽之间的关系表达式,从而定量地分析了非相干延时锁定环的码跟踪误差。最后对BPSK-R信号和BOC(10,5)信号的码跟踪性能做了比较,比较表明,BOC(10,5)信号的码跟踪性能优于传统的BPSK-R信号,在相同的码跟踪精度条件下,BOC(10,5)比10.23 MHz BPSK-R信号所需要的载噪比约低7 dB,比1.023 MHz BPSK-R信号低15 dB左右。

短延迟多径干扰下的跟踪环路鉴别器设计

针对短延迟多径干扰影响下传统多径消除方法性能下降的问题,提出了一种跟踪环路鉴别器的构造方法.首先分析了短延迟多径下同相/正交超前、滞后与即时支路的输出特性,在此基础上构建出一种改进的超前支路;将环路鉴别器的输出定义为归一化超前减滞后功率型函数,从而使得直达信号码相位与本地估计码相位的误差小于预设门限值.理论分析和仿真结果表明,与传统多径抑制方法相比,基于改进环路鉴别器的多径抑制技术,能够减小相对时延小于0.5码片时多径带来的码跟踪误差,有效抑制了短延迟多径干扰,进而提高了导航与对接系统中的跟踪测量精度.

频偏对卫星导航接收机跟踪环路影响分析

卫星导航接收机广泛采用载波跟踪环辅助伪随机码跟踪环路,以降低伪随机码跟踪环路带宽,进而降低跟踪噪声。然而实际接收机会受到参考频率偏差影响,从而影响辅助跟踪环路性能。文章分析了由于参考频率偏差引起的载波频率偏移以及采样频率偏差对辅助跟踪环路的影响。分析结果表明:大的频率偏差能使码环失锁、码跟踪环路对采样频偏更为敏感、增加码跟踪环路带宽能够增加环路对误差的容忍度。分析结果可为跟踪环路设计提供参考。

BOC(1,1)信号处理方法研究和码跟踪精度分析

本文介绍了BOC(1,1)信号的调制原理、信号的频谱特性和自相关函数特性,分析了BOC(1,1)信号自相关结果的多峰值特性和由此特性造成的跟踪和锁定难度的增加。介绍了基于高精度测距技术的码跟踪环路的设计方案。实验表明,该环路设计可以可靠地跟踪BOC(1,1)信号并提供较高的测距精度。

同阶二元偏移载波调制信号跟踪技术

针对同阶二元偏移载波调制卫星导航信号,提出一种高效新算法解决信号跟踪中的模糊性。分析了同阶二元偏移载波调制原理、信号跟踪模糊性及解决方法,利用本地扩频码与接收信号的相关函数特点,构建了码跟踪环路鉴相曲线,选择了合适的相关间距作为符号判决,联合构成鉴相器,推导了算法设计的正确性,给出了实现架构。仿真结果表明,码相位捕获误差±0.9个码片内均可正确跟踪。该方法可进一步应用于全球卫星导航系统新体制信号的接收处理。

GNSS接收机环路跟踪算法设计及验证

GNSS信号的跟踪需要2个跟踪环路,一个用来跟踪载波频率的载波跟踪环,另一个是跟踪码的码跟踪环。详细介绍了2个跟踪环路的联合算法,并利用Matlab在一组实测的GPS数据下完成该跟踪算法仿真及验证。试验证明,使用该算法运算量小,可以快速稳定的完成信号的跟踪,环路具有较好的动态性能和抗噪性能,有效地提高了接收机的性能。

GPS信号接收机的工作原理解析──GNSS导航信号的收发问题之十二

GPS信号接收机作业的关键,在于如何识别和锁定来自不同GPS卫星的导航定位信号,并逐一测量它们到达接收天线的传播时间,进而算得GPS信号接收机至各颗被测GPS卫星的距离,这也是GNSS信号接收机的基本特性,本文对此进行了较深入的解析。

陷波器对DLL的影响及其改进方法研究

陷波器被广泛应用于直接序列扩谱系统中滤除存在于系统工作频段内的干扰,分析了陷波器对伪码跟踪环路的影响。针对陷波器引起的信号时延和畸变问题,提出对本地产生的伪码也进行相应的陷波处理的方法来增加其与接收信号的相关性,同时针对信号畸变导致的能量差值波动大的问题,提出增加能量积分时间的方法。在systemvue2006环境下对提出的方法进行仿真验证,仿真结果表明这两种方法可以有效地削弱陷波器对伪码跟踪环路的影响。