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《GPS定位多径干扰分析及消除技术_赵金贤》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、孰令析众消除杖术兵马煦公司北京10009盛):、摘要对GPS系统中多径干扰形成原因多径干扰特性以及在非相干延时锁定环中引、起的伪距测量误差多径干扰消除方法以及多径佑计延迟锁定环技术进行了研究分析:,,关键词GPS多径千扰延退锁定环,,DGPS系统中多径干扰误差将导致误差传递严1引言重降低系统巾用户的定位精度旧本文将对多径,、一、、美国政府宣布取消SA政策后对流层误差「扰的信号特性多径干扰信号模型多径干扰消电离层误差、定轨误差和多径干扰误差成为GPS除方法进行分析。’,接收机的主要定位误差来源〔〕其中前三项为系2,。多径干扰信号特性统误差可以通过差分系统或建模进
2、行消除但,G多径干扰误差具有不同的特性通过差分算法无多径干扰是指PS接收机除直接接收到卫法对其进行消除,而对不同大线位,、置的多径效应星信号外尚可能接收到经天线周围地物如地面进行建模也是不可能的多径效应将降低接收机水面、建筑物等信号,反射后,经过不同的传播路,,。的定位精度井使处理时间加长在wAAS和径到达天线而形成的定位误差如图L反射物反射路径图1直接路径和多径(反射路径)信号,多径干扰信号具有以下特性卜l)由于传播距离长多径信号总是比直接信,」4(NS曳W一rl「l‘、fCl〕jn事,21)031号到;达时间晚3,多径干扰对码相位测量的影响2)由于在反射过
3、程中能量衰减多径信号一,;般比直接信号功率低除非直接信号被遮蔽GPS的测距是通过测定信号在空间的传输,,、、3)只有多径延迟小于两个码片宽度时接收延迟完成GPS接收机主要由码捕获载波跟踪机本地,,产生的伪码才会和多径信号有部分相关码跟踪和信号处理部分组成码跟踪环精度直接否则多径信号产生的相关功率可。,以被忽略影响系统测距精度而码跟踪环的典型结构是非e一。,:本文中假设直接路径(linfsight)信号功相干延迟锁定环(ELLL)结构如下〔Zj率比多径信号强。‘_d,2『’一JftI-1‘。,{}{Z(t-T、Jt一几‘_,d才2『一JftI11}}图2非相干延
4、迟锁定环相位检测器:x(:)一a‘:exp。。‘艺性能户(一:){j[(+)+氏〕}习4.2.1窄带相关接收机+n(t)(l)早期的GPS接收机相关器宽度一般为,a,,:‘,‘,M为多径干扰信号个数。伏为信号I的c,、Ihip主要因为早迟通道的时间共享码环易失,,;;、,幅度延迟多普勒角频率和相位P(t)为扩频码锁需要更高的时钟基准等问题目前的技术已足,。。为GPS信号的载波频率n(t)为热噪声以解决这些问题。,,经过分析[8〕非相干延迟锁定环在多径传播窄带相关接收机采用了可变相关器宽度根,.,据工作模式在。。hip~Ichip之间变化可以有存在的情况下造成的
5、相位跟踪误差在信号一多05,。径功率比(SMR)为3dB时码相位均值误差将达效地提高抗干扰能力和测距精度.,,0ITc(。7:到T为码片宽度)由于衰落带宽很窄多径误差分析〔〕测距。:误差在几分钟内将维持不变信号十干扰表达式如下Mx(:)一a‘:exp。。、:4多径干扰消除技术艺力(一:){j「(+)‘n4.1天线技术+口〕}+(r),:,取M一l(只考虑一路多径信号)有接收机天线的设计对消除多径干扰很重要,x(t)一(t一几)exp{j〔砚+外〕}+智能天线扼流环天线和天线安装位置的选择都AP,,P(t一几)exp{j仁。(t一司+叭}+是消除多径干扰的有效方
6、法但在实时定位中仅aA。n(t)(2)靠天线设计无法达到精度要求,,;,4.2信号处理技术占为多径时延外沪为瞬时信号相位A为信号幅度;目前常见的消除多径干扰的信号处理技术主则I、:要有窄相关DLL[7〕和多径估计延迟锁定环Q支路信号表达式如下,二。,eos(MEDLL)〔4一6]两种下面简要分析其原理及I=丫S/N了天(爪)叭+2003.1/全球定位系统15a,:*a。,eos[R(一占一d/2)丫S/NTR(爪一a)(侣十叭)(3),,,一R(几一占+“/2)]尺(:*一a)eos件+、。厂:。5in甲*Q一丫S/NTR()+(几一占一d/2)一R了(几一a
7、十:此凡a。,:*sin*丫S/N丁尺(一占)(甲+甲),d/2)R,(爪)eos(4)〕叭沪,,了为多径信号和有效信号间的相位差R·。为了评价跟踪误差包络和多径延迟之间的对()是参考伪码与滤波后的伪码间的相关函数,,应关系将公式4中E「d几〕取为O进行迭代解对LL:于非相干D单点相关鉴相器输出为,,、,a.,算汽取为。18。取为05得出相关带宽分别d:。,了:凌E[]一「R(爪一d/2)一R(+d/2)〕.,为Ichip和0oschip时码跟踪误差:*与多径延R,(几)+aZR了(几一占一d/2)一[3:迟占之间对应关系如图了,R(几一a+d/2)]R(乓一
8、占)+目J口户..,户、一hiP、、宽
