城市峡谷中基于GPS双极化天线的定位方法

发布时间：2024-04-01 18:49

　　针对在城市峡谷环境中,卫星信号易受建筑遮挡或反射产生多径效应,导致定位精度降低的问题,提出基于全球定位系统(GPS)双极化天线的多径/非视距信号剔除和修正定位方法:将左、右旋圆极化天线输出的载噪比与卫星高度角、伪距残差作为输入特征,使用梯度提升决策树对伪距误差进行拟合;并使用训练得到的规则对伪距误差进行预测,通过将该预测值的绝对值与阈值进行比较来判断信号接收类型;然后剔除多径/非视距信号或对其伪距进行修正。实验结果表明,所提出的方法的分类准确率达到78%,其2维(2D)和3维(3D)定位的均方根误差分别比传统定位方法提高43.07%和41.76%,能有效提高城市峡谷内的定位精度。

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【部分图文】：

图1算法流程

基于双极化天线和GBDT的伪距修正和信号接收类型分类方法流程如图1所示。首先在已知位置使用双极化天线采集信号。对于每个卫星信号，分别采集其在RHCP天线输出的载噪比C/N0R和LHCP天线端输出的载噪比C/N0L，与伪距残差η、卫星高度角?数据组成历史训练数据集。根据真实位置计算....

图2基于MP/NLOS剔除与修正的定位方法

考虑到预测的伪距误差包括钟差、电离层和对流层延迟的残差项，即使LOS信号也具有较小的伪距误差；因此设置阈值p以避免此类残差影响分类。伪距误差预测值的绝对值小于阈值的信号被分类为LOS，反之则被分类为MP/NLOS。将MP/NLOS信号剔除后，可以提高定位精度。但由于剔除卫星信号会....

图3实验场景及所用双极化天线

为验证所提出的算法，笔者在中国台湾成功大学使用加拿大诺瓦泰公司的NovAtelPropak7GPS接收机，以及浙江中裕通信技术有限公司的ZYACF-L004型号的双极化天线，采集近7h的数据，计算每个信号的伪距误差。实验场景及所用双极化天线如图3所示。考虑到伪距误差包含式（....

图4传统方法定位结果

本文方法在各方向各维度上的定位精度均优于传统定位方法，其2D和3D定位的RMSE分别为17.94和31.69m，相比传统定位方法提高了43.07%和41.76%，其2D和3D和95%分位点定位误差分别为36.86和64.84m，相比传统定位方法提高44.55%和44.49%。....

本文编号：3945146