多径干扰下GPS弱信号跟踪算法研究.pdf

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1、云南民族大学学报：自然科学版，2014，23(5)：373—378CN53——1192／NISSN1672—．8513doi：10．3969／j．issn．1672—8513．2014．05．015http：／／xb．ynni．edu．cn多径干扰下GPS弱信号跟踪算法研究卫洁，范胜林，周超，刘建业(南京航空航天大学导航研究中心，江苏南京210016)摘要：在带有多径干扰的、并且低载噪比的GPS信号下，分析了多径带来的码环误差以及因此引起的伪距误差的原理．在此基础上，考虑在码环跟踪的Strobe鉴相算法中，引入一个修正因子or，使得码环跟踪

2、时，对一定范围内的短多径起到抑制的作用．由于改进后的跟踪算法没有用到Q路输出，并且原信号为弱信号，因此需要跟踪环路提供好的载波跟踪性能．为此，考虑使用扩展卡尔曼滤波(EKF)算法来替代原有的载波跟踪环路，提高跟踪环路的噪声抑制性能．在此基础上，将EKF载波环跟踪与修正后的码环跟踪结合起来使用，共同进行多径干扰下GPS弱信号的跟踪．关键词：GPS弱信号；码环跟踪；载波环跟踪；扩展卡尔曼滤波中图分类号：TN976．1文献标志码：A文章编号：1672—8513(2014)05—0373—06Researchonthetrackingalgorit

3、hmofGPSweaksignalundermultipathinterferenceWElJie，FANSheng—lin，ZHOUChao，LIUJian—ye(NavigationResearchCenter，NamingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Naming210016，China)Abstract：Thisresearchdiscussesthetheoryofcode—trackingerrorandpseudo—rangeerorbroughtaboutbymuhipathi

4、nterferenceon．thelowC／NratioGPSsigna1．Withthis，anadjustingfactorwasintroducedintotheStrobephasealgorithmsduringcodelooptrackingtoreducetheinterferenceofshortmuhipathwithinsomerange．BecauseoftheabsenceofQoutputintheimprovedalgorithmandtheweaknessoftheoriginalsignal，thecarri

5、ertrackingloophastoprovidebettercarriertrackingperformance．Asaresult，theExtendedKalmanFilter(EKF)al—gorithmisusedinsteadoftheoriginalcariertrackingloopinordertoimprovethenoisesuppressionperformance．Basedonthis，theEKFcarrierlooptrackingandcodelooptrackingafteradjustmentwere

6、combinedtoprocesstheweakGPSsignaltrackingundermuhipathinterference．Keywords：GPSweaksignal；codelooptracking；carrierlooptracking；EKF随着GPS的运用越来越广泛，其适用范围已经到了一些复杂环境中，例如山地、森林或是一些大都市．在北京、上海、香港这些地区，高楼大厦鳞次栉比，绿化带随处可见，遮挡物也比比皆是．在这类环境下，GPS的信号发生严重衰减，伴随而来的，是多径等其他一系列问题．而事实上，目前民用的GPS传统接收机在

7、信号的载噪比下降到35dB的时候性能就会变得很差甚至完全失效，这就极大地限制了GPS接收机的应用范围，所以研究GPS接收机在具有严重多径干扰下的性能提升是非常有必要的．1多径误差分析在信号的跟踪阶段，首先利用本地产生的一个复现载波与输入信号相乘，从而剥离载波，然后再与本地收稿日期：2014—02—26．基金项目：国家自然科学基金(61273057)．作者简介：卫洁(1988一)，女，硕士研究生．主要研究方向：卫星导航．通信作者：范胜林(1967一)，男，博士，教授，硕士生导师．主要研究方向：卫星导航．374云南民族大学学报(自然科学版)第2

8、3卷产生的复现码进行相乘，进而实现伪码剥离．而多径信号的存在，对于载波环路和码环路都存在影响，对码环跟踪的影响远大于载波跟踪的影响，因此考虑在码环中进行多径抑制．码环采用延迟锁定