GPS扩频接收机中窄相关技术抗多径性能研究

在GPS差分扩频接收机的导航伪距测量中,多径误差是主要误差源.通过分析多径干扰对伪距测量的影响,提出用窄相关技术来减小多径误差,并分析了窄相关技术对信道带宽及码环带宽的要求.最后通过仿真验证了窄相关技术抗多径干扰性能及其实现条件,同时验证了多径误差与相关间隔的关系以及窄相关技术对载波跟踪误差的改善能力.     

一种Strobe相关器及其多径抑制性能研究

多径效应是GPS系统的重要误差源之一,严重影响DGPS的性能。分析了多径信号相关器模型,从鉴相器的鉴相函数入手,详细推导了Strobe相关器技术的码相跟踪误差与多径信号参数的函数关系,理论分析与仿真表明,Strobe相关器可以显著抑制多径效应引起的误差,优于一般的窄相关技术。结果也表明改进GPS接收机的相关器和鉴相器结构是抑制多径误差的一个有效方法。     

多径干扰下GPS/INS跟踪环路的一种高斯码相位鉴别器

针对载体在多径信号的影响下,传统码相位鉴别器不能实时有效鉴别出码相位误差,提出一种高斯码相位鉴别器构建方法。在GPS/INS深组合模式中,接收机码相位鉴别器的构建将改变传统设计方法。INS系统利用GPS接收机产生的即时码相位信息,建立INS系统码相位鉴别器,该INS码相位鉴别器用于辅助GPS接收机码相位鉴别器,构建高斯码相位鉴别器,有效降低码相位跟踪误差。仿真结果表明,与传统的码鉴相器相比,高斯码相位鉴别器减小了噪声方差,能有效提高鉴相精度,从而在多径干扰下提高定位精度。     

GPS接收抗多径效应技术综述

多径效应是GPS测量尤其是差分GPS主要的误差来源,会引起定位精确度的恶化,导致系统性能的下降。分析了多径误差对GPS定位的影响并给出了几种通用的GPS抗多径技术,并分析了其优缺点。     

一种基于窄相关的BOC信号的多径减弱方法

针对卫星导航接收机性能易受多径信号的影响,提出了一种基于窄相关的BOC信号的多径减弱方法。该方法通过调整本地伪码相位使码跟踪环路和载波跟踪环路工作在受多径影响小的自相关函数副峰上,有效地减小了多径信号对环路的影响,性能优于传统的窄相关技术,且几乎不增加设备的复杂度和计算量。通过对BOC(1,1)和BOC(10,5)的仿真分析表明：该方法能有效减小多径引起的误差,对延迟大于0.5个码片的多径信号能起到完全抑制的效果。最后本文还对该方法在低信噪比下的应用给出了建议。
     

采用阵列天线的GPS接收机的多径抑制方法

提出一种新的用于阵列天线GPS接收机的多径抑制方法。考虑到通常GPS视线信号的来波方向与多径的来波方向不同,在每个导航数据符号位内测距（C/A）码重复,通过对阵列接收的信号矢量与它本身的延迟信号矢量互相关,提高接收机前端信噪比,再利用最大特征值法和前后向空间平滑技术准确地估计期望卫星视线信号（LOSS）的来波方向。最后综合多个GSC子阵列有效地降低了相关多径对码跟踪精度的影响。仿真结果显示,该方法能使接收机在与LOSS码同步前准确估计LOSS的角度信息,有效抑制相关多径,且鉴相结果准确。     

对GPS接收机实施压制干扰的效能评估研究

介绍了一种对GPS接收机进行压制干扰的效能评估方法。压制干扰时 ,GPS接收机性能的基本度量标准是位置协方差 ,而干扰对接收机的根本影响是降低信号 /噪声功率密度比 (C/N0 )。以C/N0 为基础 ,分析和计算了位置误差的方差 ,从而对压制式干扰的效能进行了评估。仿真试验结果初步验证了评估方法的合理性。     

GPS接收机干扰频率特性研究

针对直接序列扩频接收机的特点，研究了GPS接收机的解扩过程对干扰信号的影响，分析了干扰信号的频率与对接收机干扰效果的关系，从而解释了不同频率干扰的作用机理及干扰效率的差别。最后通过对GPS接收机的干扰实验验证了分析的正确性。     

基于扩展卡尔曼滤波的GPS多径抑制技术

本文研究GPS系统中多径误差抑制技术。利用小范围多天线系统中多径对各天线之间伪距测量值影响的相关性，采用扩展卡尔曼滤波技术得到多径信号各参数，从接收信号中消去多径信号，以抑制多径信号影响。文章推导了多径信号对码环误差影响的闭合表达式，建立了采用当前统计模型的状态方程和观测方程。仿真表明该方法具备良好的抑制效果。     

星载GPS天线相位中心偏差对定位精度影响的试验方法研究

介绍星载GPS天线相位中心偏差的概念,简要分析GPS天线相位中心变化对GPS定位精度的影响,并建立相应的数学模型。利用已有的多台星载GPS天线、载波相位测量方式的星载GPS接收机,进行GPS天线相位中心偏差测试以及接收机绝对定位精度、相对定位精度测试,测量、统计天线相位中心偏差与GPS接收机绝对定位精度和相对定位精度的对应数据,对误差模型进行验证。     

一种基于窄相关器差分的多径误差抑制方法

提出了一种新的基于窄相关器差分的多径误差抑制方法。该方法采用两组独立的窄相 关器,将其码鉴相结果差分后,对其中一个窄相关器输出进行修正,作为码相输出结果和载 波相位鉴相中码发生器的输入。理论分析和仿真表明,这种方法可以显著抑制多径效应引起 的误差,优于一般的窄相关技术。
     

多径效应对非相干延迟锁定环的影响

多径是影响伪码测距及定位精度的重要误差源之一。研究多径效应对非相干延迟锁定环的影响,给出多径信道下的最大测距误差公式,指出存在多径时的S曲线斜率的变化规律,并分析多径对跟踪环路噪声性能的影响。仿真及分析结果表明,多径引起了鉴相曲线的零点漂移,并导致了更大的噪声抖动。     

基于伪相关函数的BOC无模糊跟踪性能分析

BOC(Binary-Offset-Carrier)调制广泛应用于全球导航卫星系统中,但由于BOC自相关函数的多峰导致传统码跟踪环路存在模糊性。伪相关函数(Pseudo Correlation Function, PCF)方法在本地采用两个特殊的参考信号和非线性处理以获得无模糊的相关函数。根据一种PCF方法本地参考波形设计的充分条件,推导了其无模糊函数的数学形式,并着重分析了其跟踪和抗多径性能与本地参考波形的关系。仿真结果表明：该PCF方法解决了跟踪模糊问题,且随着参考信号的宽度因子增加,其跟踪精度逐步改善;该PCF方法对于中长延迟多径干扰抑制能力较好,宽度因子为0.5或1时,其多径误差最小。     

基于空时盲参数估计的GPS多径干扰抑制

高精度GPS测量定位的主要误差源是多径效应，对系统精度的影响很大，因此提出了一种基于CDMA盲参数估计的方法。首先通过盲参数估计计算出直接信号和多径信号的时延和角度向量，然后通过空时处理对多径信号进行抑制。该方法通过了理论分析和仿真实验的验证。结果表明采用该方法的多径误差约为原来的35％。     

一种基于小波变换的伪码跟踪环路多径抑制方法

多径效应是GPS等卫星导航系统的重要误差源之一,严重影响导航系统的性能。针对多径效应,在分析了多径信号模型和伪码自相关函数特征的基础上,提出了一种基于小波变换的多径抑制方法。该方法利用自相关函数曲线斜率突变点位置不受多径信号影响的特性,通过小波变换检测其斜率突变点位置,进而利用得到的鉴相误差调整码相位,达到多径抑制的目的。仿真结果表明,该方法不受多径条数的影响,鉴相结果更准确,多径抑制能力得到显著提高。
     

Modified Rake architecture for GNSS receiver in a multipath environment

Multipath is one of the major error sources in satellite-based navigation systems. This paper proposes a new anti-multipath architecture, named Modified Rake (MRake), for Global Navigation Satellite System (GNSS) receiver. The architecture derives from RAKE receiver in communication system. It can track direct-path and multipath components separately from the received signal without consumption of much hardware resources or complex calculation. The MRake architecture uses an Amplitude Estimation Unit (AEU) to estimate the amplitude of each component, and a noncoherent DLL to adaptively control its time-delay. Since the receiver only uses the direct-path signal to calculate the user's position, the tracked multipath components are subtracted from the composite signal to reduce the multipath effect, and thus to reduce tracking error. MRake receiver shows better performance or consumes much fewer resources than traditional anti-multipath techniques.