GPS多径信号的自适应滤波估计方法

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1、第31卷2010年第10期10月航空学报ACTAAER()NAUTICAETASTRONAUTICASINICAV01．31No．10oct．2010文章编号：1000—6893(2010)10—2004—06GPS多径信号的自适应滤波估计方法姚彦鑫1，杨东凯2，张其善2(1．北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京100191)(2．北京航空航天大学电子信息T程学院，北京100191)GPSMultipathSignalEstimationMethodUtilizingAdaptiveFilteringY

2、aoYanxinl，YangDongkai2，ZhangQishan2(1．SchoolofInstrumentationScienceandOpto-electronicsEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)(2．SchoolofElectronicandInformationEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，

3、Beijing100191，China)摘要：研究全球定位系统(GPS)多径信号估计的问题。通过分析自适应滤波器的原理，建立了数字中频信号处理的数学模型，提出一种用自适应滤波实现GPS多径幅度、码相位和载波相位估计的方法。该方法采用不同延迟的伪随机序列对信号进行解扩、解调和累加，得到了作为期望信号的系列自适应滤波相关值。对该方法与其他3种方法进行了理论上的分析比较，得出本方法具有信噪比高、白适应滤波性能好、带有码相位信息和不存在载波模糊度问题等优点。根据各种滤波器算法的特点和本应用的需求。给出了选用递归最小二乘

4、算法实现的方法。通过计算机仿真，验证了提出的方法能够在14dB的信噪比下，以1个采样间隔的时间延迟分辨率和0．005周的载波相位估计精度估计出GPSL1的多径信号。关键词：全球定位系统；多径信道；自适应滤波器；递归数字滤波器；信噪比中图分类号：V423．4；TN965．5文献标识码：AAbstract：Thisarticlestudiesglobalpositioningsystems(GPS)muhipathsignalestimation．Throughanaly—zingtheprincipleofada

5、ptivefilters，amodelisbuiltofprocessingtheintermediatefrequencysignals，andanewmultipathsignalestimationmethodisproposedutilizingtheadaptivefilterswhichcanrealizetheestima—tionofamplitude，codephasesandcarrierphase．Theschemetakesaseriesofcorrelationvaluesforthe

6、desiredsignaloftheadaptivefilterwhichareobtainedfromdispreading，demodulationandaccumulationusingpseudo-rangerandomnoisecodeswithdifferentlatencies．Atheoreticalcomparisonwiththreeotherpossibleschemesdemonstratesthattheschemepossesseshighsignal-to-noiseratio(S

7、NR)withgoodperfcIrmanceaswellascodephaseestimationinfcIrmationwithnocarrierphaseambiguity．AccordingtOthecharacteristicsofvariousadaptivealgorithmsandthedemandsoftheapplication，arecursiveleast-squaresalgorithmisadopted．Simula—tionsshowthatthemethodcanestimate

8、themuhipathsignalsofGPSL1withcodedelayresolutionofonesamplingintervalandcarrierphaseprecisionof0．005cycleataSNRof14dB．Keywords：globalpositioningsystems；muhipathchannel；adaptivefilters；reeursived