城区复杂场景中的gnss性能建模预测及评估研究

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1、ｍ－参各如成＊著４ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣｓｃＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ专业学位硕±学位论文ＩＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ，Ｉｍ刻（论文题目城区复杂场景中的ＧＮＳＳ性能建模预测Ｊ及评估妍究Ｉ专业学位类别工程硕击ｍｍＪ学号２０１２２２２４０９２９作者姓名唐圃珍指导教师张伟妍究员独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在

2、导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方夕ｂ论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：／月文日：日期乃年ｆ论支使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大

3、学可ｙｘ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存。、汇编学位论文（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：卢Ｉ呼曰期ｆ：年月么曰／分类号密级注1UDC学位论文城区复杂场景中的GNSS性能建模预测及评估研究唐国珍指导教师张伟研究员电子科技大学成都申请学位级别硕士学科专业电子与通信工程提交论文日期2015.12.01论文答辩日期2015.12.15学位授予单位和日期电子科技大学2015年12月26日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国

4、际十进分类法UDC》的类号。PERFORMANCEMODELINGANDEVALUATIONOFGNSSINCOMPLEXSCENESOFTOWNAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor：ElectronicandCommunicationEngineeringAuthor：TangGuozhenAdvisor：ResearchFellowZhangWeiSchool：ResearchInstitu

5、teofElectronicScienceandTechnology摘要摘要全球导航卫星系统（GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS）在军用、民用领域具有不可替代的作用。在民用领域，GNSS在城区应用最为广泛。各大城市中心通常高楼林立，GNSS信号极可能被高楼阻挡，使可见卫星数量减少。同时，GNSS信号遭受各种建筑物表面反射的概率很大，多径现象的发生会相当频繁和严重。评估城区环境中GNSS的性能和研究提升GNSS在城区环境中性能的方法，不仅可以推动GNSS在城区环境下的发展与应用

6、，而且也为我国北斗系统在民用方面的建设提供参考。本文首先简要介绍了GNSS的系统组成及定位原理。从信号源、信道、接收机三个方面详细分析了GNSS的误差来源，为分析城区环境下GNSS性能特点奠定了理论基础。在分析和总结经典的GNSS性能指标基础上，本文基于平行递推模型，提出了一种针对城区复杂环境下GNSS性能的指标，即“城区GNSS平行递推模型”。基于城区民用用户对GNSS的需求，分析实时性、鲁棒性、实用性三个指标和航空导航性能指标（RequiredNavigationPerformance，RNP）的关系。建立了

7、导航信号相关性能的评估指标模型，研究信号性能影响机制以及评估方法。对三个典型导航系统在B1频点的GNSS信号，针对精度、抗多径性能、抗干扰性能以及兼容性能四个点进行详细分析。基于电磁波传播理论，通过对一个真实的城区复杂环境建立其对应的电磁波传播模型，详细分析了该典型城区复杂环境下GNSS的性能特点。针对城区复杂环境提出了一种新的选星方法。该方法通过3D地图辅助首先剔除被遮挡的卫星，再通过仰角方位角选星法选星，一定程度上抑制了多径效应。通过建立一个典型的城区峡谷模型，对几种选星方法进行仿真。仿真结果表明，该方法DO

8、P计算结果和传统仰角方位角选星法最为接近，且计算量比前者小大约25%。本文深入研究了提升城市峡谷中GNSS性能的算法：阴影匹配。利用采集的GPS+GLONASS星历，建立了一个理想的阴影匹配模型，研究了大楼高度、街道宽度与可见卫星数量的关系。本文实现了阴影匹配算法，验证了该算法的有效性。针对该算法的一维搜索法在选取参考点时的局限性，本文并提出了一种螺旋二维搜索法。利用实际