SINS辅助GPS跟踪环误差分析与最优带宽设计

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1、2013年7月北京航空航天大学学报July2013第39卷第7期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01．39No．7SINS辅助GPS跟踪环误差分析与最优带宽设计纪新春王新龙李亚峰(北京航空航天大学宇航学院，北京100191)摘要：SINS(StrapdownInertialNavigationSystem)辅助GPS(GlobalPositioningSys—tern)跟踪环路的结构设计是SINS／GPS超紧组合系统实现的主要环节，而环路带宽是决定

2、不同误差源作用下GPS跟踪环路性能的关键．首先对SINS／GPS超紧组合系统中影响载波锁相环(PLL，PhaseLockLoop)跟踪性能的各误差源进行了详细的建模与分析，进而设计了一种最优环路带宽的调节方法．该方法基于最小化跟踪误差的准则，根据接收机检测到的信号载噪比实时调节PLL带宽，以使环路保持最优跟踪状态．结果表明，所设计的最优环路带宽调节方法能够有效提高SINS辅助PLL的抗干扰性能与跟踪精度．关键词：超紧组合；捷联惯导；全球定位系统；最优带宽；跟踪误差中图分类号：V249．32+8文献标识码：A文章编号：1001

3、-5965(2013)07-0932-05ErroranalysisandoptimalbandwidthdesignforSINS—aidedGPStrackingloopJiXinchunWangXinlongLiYafeng(SchoolofAstronautics，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：Designofthestrapdowninertialnavigationsystem(SINS)aid

4、edglobalpositioningsystem(GPS)trackingloopistheprimaryprocessintherealizationoftheSINS／GPSultra—tightintegrationsystem，andtheloopbandwidthselectionisthekeytobalancetheperformanceoftrackingloopunderdifferenterrorsources．Firstly，theerrorsourcesaffectingthetrackingper

5、formanceofthephaselockloop(PLL)wererood—eledandanalyzed．Then，ontheprincipleofminimizingthetrackingerroroftheSINS—aidedPLL，anoptimaladjustmentmethodoftheloopbandwidthaccordingtothecarrier·-to·-noiseratiodetectedbyGPSreceiverwasproposedtokeepPLLinoptimaltrackingstate

6、．Analysisresultsshowthatthismethodcaneffectivelyimprovetheanti—jammingperformanceaswellasthetrackingaccuracyoftheSINS—aidedPLL．Keywords：ultra—tightintegration；SINS(strapdowninertialnavigationsystem)；GPS(globalpositioningsystem)；optimalbandwidth；trackingerror以惯导辅助GP

7、S(GlobalPositioningSystem)接收机跟踪环为主要特征的SINS／GPS超紧组合技术能够在提高接收机动态性能的同时，通过压缩环路带宽，使接收机的抗干扰性能也得到显著增强¨。1．Draper实验室等机构研究表明，SINS／GPS超紧组合系统能够使GPS接收机的抗干扰性能提高15～20dB，在导航精度、反电子欺骗和可靠性等方面也表现出极大优势，特别适合于高动态和复杂电磁环境的现代战争应用口。．SINS／GPS超紧组合系统中，SINS辅助跟踪环路的跟踪误差与失锁门限紧密相关．为了使GPS接收机在不同信号条件下(

8、动态或干扰)保收穗日期：2012437-27；网络出版时阍：2013437一t209：56网络出版地址：WVCW．cnki．net／korea／detail／11．2625．V．20130712．0956．002，html基金项目：国家自然科学基金资助项目(61074157，6123300