一种SINS/GPS深组合导航系统技术问题分析

为了满足高动态用户及强干扰条件下的应用需求,提出了一种基于卫星信号矢量跟踪的SINS/GPS深组合导航方法,设计了基于FPGA硬件平台的实施方案。利用组合卡尔曼滤波器反馈回路取代了传统接收机中独立、并行的跟踪环路,能够同时完成所有可视卫星信号的跟踪和导航信息处理;通过矢量跟踪算法对所有可视卫星信号进行集中处理,能够增强跟踪通道对信号载噪比变化的适应能力,从而提高接收机在强干扰或信号中断条件下的跟踪性能;根据SINS导航参数和星历信息推测GPS伪码相位和多普勒频移等参数,用以辅助卫星信号的捕获和跟踪,能够大大缩短接收机的搜索捕获时间,并增强接收机在高动态条件下的跟踪性能。基于矢量跟踪的深组合方法不仅在GPS信号短暂中断期间,能够保证系统的导航精度和可靠性,而且在强干扰环境中能够维持较好的伪码相位和载波频率跟踪性能。

GPS接收机数字码跟踪环性能研究

从数字码跟踪环的角度研究了高动态体制下GPS接收机性能 ,对伪码捕获和跟踪过程建立了数学模型 ;推导出伪码捕获的检测概率和虚警概率 ,提出改进的双Dwell搜索方法 ;对高阶DDLL的动态跟踪性能及输入随机噪声影响进行了定量分析。通过MATLAB及Simulink动态仿真结果表明 ,双Dwell搜索方法能显著缩短平均捕获时间 ;可根据具体应用环境 ,选择不同的环路参数 ,以优化码跟踪环的特性。

导航星座中的载波相位星间精密测距技术

卫星导航系统受到越来越多国家的重视,而自主导航无疑是其中的核心技术之一。基于24/3/2构型的MEOWalker星座,分析了伪码测距技术的原理与局限性,在此基础上探讨了载波相位测距技术,以及其中周跳的检测与修复、整周模糊度求解问题,结合星间链路特点提出了两种相应的解决思路,即载波相位平滑伪码测距技术、双频载波相位联合伪码测距技术,对研究具有自主导航功能的全球导航系统具有一定意义。

GPS接收机信号捕获方法的改进与实现

在GPS卫星定位中,由于卫星和接收机之间的相对运动产生高达10kHz的多普勒频移,同时大多数情况下卫星信号容易被遮挡,接收到的信号都比较弱,需要有一种有效的捕获方法实现GPS信号的捕获。分析了已有捕获方法的特点和缺陷,提出了一种改进的基于循环相关的捕获方法,并进行验证,表明该方法能实现相对弱信号的快速捕获。

GPS接收机数字码跟踪环性能研究

建立了伪码捕获和跟踪过程的数学模型;推导出了伪码捕获的检测概率和虚警概率,提出了改进的双Dwell搜索方法;对一阶、二阶、三阶DDLL的动态跟踪性能及输入随机噪声影响进行了定量分析。研究结果表明,双Dwell搜索方法能显著缩短平均捕获时间,应根据不同的系统动态特点,选择不同的环路参数,以优化码跟踪环的特性。