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复杂城市环境中多径缓减算法研究

王晓毓  
【摘要】:在卫星定位导航中,伪距多径不仅会使码随机噪声和导航信息产生畸变,而且会导致载波相位产生畸变。因此,多径的缓减有助于提升用户定位精度。就目前的多径缓减算法而言,对于用户精度的提高仍然达不到要求。一方面,由于复杂城市环境中多径信号的存在,导致用户接收机跟踪环路部分信号产生畸变,最终影响用户定位精度;另一方面,接收机导航解算数据处理部分中的多径误差仍然是影响定位精度的主要因素。针对这两方面问题,本文进行了相关的研究:(1)基于最小均方的卡尔曼滤波信道补偿多径缓减技术。首先,从相关函数出发,设计自适应关系矩阵补偿失真的信号;其次,将补偿后的相关值反馈给一个可视距估计块,该模块产生一个误差向量,然后生成梯度矩阵,将其反馈给自适应补偿块以更新补偿矩阵系数。利用采集的实时数据对提出的算法进行验证,结果表明,提出的算法与最小均方算法相比,能够快速收敛,因此该算法具有较强的多径信道跟踪能力,能够在信号丢失的情况下快速恢复信号的跟踪,且其结果在三个维度上能够对码跟踪误差和载波跟踪误差进行改善,有效降低多径效应引起的误差。(2)基于北斗卫星导航系统(Bei Dou Navigation Satellite System,BDS)和全球定位系统(Global Positioning System,GPS)的码噪声和多径校正缓减算法。首先,建立BDS/GPS多系统组合定位模型;其次,采用实时的码噪声和多径校正算法估计多径效应,降低伪距噪声使伪距平滑;之后,由于伪距数据的平滑程度在很大程度上取决于卫星轨道和时钟的精度,使用台站差分策略减少轨道和时钟影响;最后,利用平滑后的伪距进行组合定位。实验结果表明,BDS/GPS双系统模型下码噪声和多径校正缓减算法可以有效地校正多路径测量值并降低码噪声,使用该算法对原始伪距数据进行处理后,用户定位精度提升了27.08%。


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