基于MEDLL的分级搜索抗多径算法

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1、2016年6月第42卷第6期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsJune2016V01．42No．6http：ffbhxb．buaa．edu．cnjbuaa@buaa．edu．cnDOI：10．13700／j．bh．1001—5965．2015．0419基于MEDLL的分级搜索抗多径算法叶锦宇，寇艳红+(北京航空航天大学电子信息工程学院，北京100083)摘要：以多径估计延迟锁定环路(MEDLL)为代表的参量式基带抗多径算法以其能够同时估计直达信号和多径信号各参数而受到广泛关注，然而该类算

2、法估计精度的提高是以计算复杂度的增加为代价的。为了在保证估计精度的同时降低资源消耗并加快搜索速度，提出了一种MEDLL最大似然(ML)估计搜索方法，将粗搜索后得到的参数估计值作为下一级搜索的先验信息，缩小搜索范围后减小搜索步进，完成逐级精细的参数估计。推导了原始MEDLL及树状分级结构的MEDLL(T．MEDLL)算法计算复杂度表达式；其中在存在一路多径信号的情况下，对于0．叭chip的多径延迟分辨率，复杂度可以降低为传统盲搜索的30％～50％。进一步基于自研的数字中频(IF)GPS信号模拟器和软件GPS接收机平台对不同多径情况下盲搜索法与分级搜索算法的参数估计精度及码伪距多径误

3、差等性能进行了对比，验证了更低计算复杂度的T．MEDLL可以达到与传统MEDLL算法同样的跟踪精度。关键词：最大似然；分级搜索；计算复杂度；估计精度；伪距误差中图分类号：TN967．1文献标识码：A文章编号：1001—5965(2016)06—1228．08在影响卫星导航定位精度的主要误差源中，大部分误差源可通过建模、差分和标定校准等方法加以消除，剩下多径误差成为限制精度的重要因素。为了消除多径影响，vallNee‘11于1992年提出了经典的基于最大似然(ML)估计的多径估计延迟锁定环路(MEDLL)算法，之后在此基础上出现了若干基于ML的参量式基带处理抗多径算法。然而这些算法

4、估计精度和分辨率的提高需要增加观测点个数，这是以增加计算资源为代价的"。；因此国内外学者的研究重点主要是在提高分辨率、保证参数估计精度的同时能够有效地降低计算复杂度。为了缩短迭代的收敛时间，基于牛顿迭代的快速迭代法被应用于最大似然估计(FIMLA)¨1；为了更便捷地估计多径信号的时间延迟，Teager-Kaiser(TK)算子被引入MEDLL算法中，这在一定程度上降低了算法复杂度，但TK算法对噪声过于敏感，对幅度的估计误差较大H引；多径消除技术(MMT)算法利用多径参数空间的非线性变换将六参数求解转化为二维的四参数求解，提高了运算效率，但该算法仅能实现对一路多径信号的参数估计M1

5、；在ML估计中引入迭代的空间交替广义期望最大(SAGE)算法来估计参数值，将多维的最大值求解转变为多个一维的最优化求解，也可在一定程度上降低算法的复杂度¨。；非相关的MEDLL用多径信号相位的统计值代替相位搜索单元以减少搜索参数，然而相比传统的延迟锁定环路(DLL)，采用非相关MEDLL更容易引起信号失锁EsI；Turbo结构的DLL(Turbo．DLL)，可以实现对直达信号和多径信号同时进行跟踪∽。0

6、，该方法虽然降低了相关运收稿日期：2015-06-23；录用日期：2015-08-06；网络出版时间：2015．11—1615：00网络出版地址：WWW．cnki．net／kcm

7、s／detail／11．2625．V．20151116．1500．002．html基金项目：国家自然科学基金(61271197){通讯作者：Tel．：010—82317237E-mail：kouy@buaa．edu．cn引用格式：叶锦宇，苊艳红．基于MEDLL的分级搜索抗多径算法ⅡJ．北京航空航天大学学报，2016，42f6)：1228．1235．YEJy，KOUYH，MultipathmitigationalgorithmwithhierarchicalsearchbasedonMEDLLlj]．JournalofBeijingUniversityofAeronau．ticsa

8、ndAstronautics，2016，42(6)：1228—1235(inChinese)，第6期叶锦宇，等：基于MEDLL的分级搜索抗多径算法算量，但对短时延多径信号跟踪效果较差，且其估计精度依赖于多径监测单元(MMU)和子跟踪单元的算法复杂度⋯。；为了获得更好的参数估计性能，耦合幅度延迟锁定环路(CADLL)算法又在Turbo．DLL的基础上加入了幅度锁定环路(ALL)，但其参数估计的精度依然受MMU单元影响¨“。对于上述基于ML准则的多径参数估计算法，为了进一步降低算法复