北斗系统载波相位平滑伪距研究

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1、第30卷第3期2012年6月中国民航大学学报JOURNALOFCIVILAVIATIONUNlVEI娼ITYOFCHINAVol30No．3June2012北斗系统载波相位平滑伪距研究刘瑞华8，杨兆宁6，詹先龙“(中国民航大学a．电子信息工程学院；b．航空自动化学院，天津300300)摘要：首先阐述了单频载波相位平滑伪距的基本原理。然后在北斗系统星座环境下，对栽波相位平滑前后北斗的伪距差分定位误差进行了仿真对比。结果表明，采用栽渡相位对码伪距进行平滑．明显改善了伪距定位的精度，较好地消除了接收机测量噪声和多路径等误差影响。使得伪距

2、定位解的精度更加稳定和精确。关键词：北斗系统；相位平滑伪距：定位精度中图分类号：TN967．1文献标志码：A文章编号：1674-5590{2012103—0028-04Researchoncarrierphasesmoothedpseudo—-rangeofcompassLIURui-hua8，YANGZhao一，缸，谚，ZHANXian一20，秽(nCollegeofElectronicsInformationEngineering；hCollegeofAviationAutomation，CAUC，r抽njm300300，Ch

3、ina)Abstract：TheHatch-typefillerformulaofthesinglefrequencyCalTier曲a∞smoothingpseudo—rangeisgjyenfirstinthispaper．Then，thesimulationofthecarrierphasesmoothingpseudo-rangeisimplementedundeTtheBD一2constellation．Theconclusionshowsthatsmoothingthepseudo-rangeusingcarrierp

4、hasesignificantlyimprovedpositioningaccuracyandeliminatedthemeasurementnoiseofthereceiverandmultipatheffects．Theaccnracyofpseudo-rangepositioningismorestableandaccurate．Keywords：compass；carrierphasesmoothedpseudo—range；aecumcyofpositioning卫星导航系统测码伪距的测量噪声远大于载波相位观测，受多路径

5、影响的程度也比载波相位观测严重；而载波相位观测值尽管有很高的测量精度，但由于初始整周模糊度以及相位整周跳变的存在，其应用受到了很大的限制。利用实时的高精度的载波相位观测值对测码伪距进行相位平滑，能够有效地抑制接收机测量噪声和多路径效应的影响，大大提高测码伪距的精度fl-2／。相位平滑后的伪距观测值不存在整周模糊度，且具有计算效率高、对数据传输的要求低以及易于实现等特点㈣。北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统，对北斗系统载波相位平滑伪距差分技术的研究在北斗单点定位i5}、动态差分定位、精密授时等方面具

6、有重要价值。1载波相位平滑伪距基本原理接收机除了提供伪距观测值外，同时还可以提供载波相位观测值161。由于载波相位测量的精度比码相位的测量精度高2个数量级，如果能利用载波技术对所测的伪距进行相位平滑，就可以获得近乎无噪声的伪距值。设伪距和相位的观测方程为P≮R：+胁+口．(1)A(《D‘+Ⅳ)=R．．+C口7-+口2(2)式中：￡为卫星序号；pl为经差分改正后用户站到卫星的伪距值；C为光速；dr为卫星钟差；∥为相位观测值的小数部分；ⅣI为相位观测值的整周数，即整周模糊度；A为载波波长；尺。为用户站与卫星的真实几何距离m、。：为接收

7、机测量噪声。式(2)中包含着相位整周模糊度Ⅳ，它的求解是相当困难的。而在相邻两个历元之间对载波相位测量值求单差，且在历元之间没有发生整周跳变的前提下可以消除．酽捌。因此，可以采用历元间的相位变化量来平滑伪距。取tl,t：两时刻的相位观测量之差19I为收稿日期：2011-11—11：修回日期：2012-03-05基金项目：中央高校基本科研项目(ZXH20108004)作者简介：刘瑞华(1965一)，男。陕西蓝田人，教授，博士，研究方向为导航、制导与控制．第30卷第3期刘瑞华，杨兆宁，詹先龙：北斗系统载波相位平滑伪距研究一29—6p‘

8、(￡I，t2)=A№‘(￡2)一妒i(t1)】=R：(t2)一R：(f1)+Cd7(t2)一Cd'r(t1)+口2’(3)式(3)中消除了整周相位模糊度。若基准站与用户站相距不太远，系统相位测量的测量噪声相对伪距观测值而言非常微小，因此可视口：’一