基于SIC的陆基导航抗远近效应技术研究

发布时间：2020-07-13 14:05

【摘要】：全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)能为全球近地空间的陆、海、空、天各类军民载体提供全天候、全天时的连续三维位置、速度和时间信息。随着GNSS应用领域的不断拓展,GNSS定位技术由于自身固有的信号衰减所带来的缺陷日益凸显,已经严重限制了它在很多重要领域的应用,尤其是无法满足在室内等极端环境下对高精度定位的需求。陆基导航作为卫星导航的区域备份与增强技术,可用于提高GNSS系统的可用性、精确性和完好性。远近效应是陆基导航系统存在的特有现象。由于陆基伪卫星与用户之间的距离变化差异较大,使得用户接收到的信号功率动态范围大,在一些特定区域会产生远近效应问题,即近场伪卫星的信号电平要远高于远场伪卫星的信号电平,并对远场伪卫星信号形成压制干扰,导致远场伪卫星信号难以捕获跟踪。远近效应严重影响到陆基导航系统的正常使用,制约着接收机的有效定位区域和定位精度,是陆基导航系统需要解决的一项关键技术。为此,本文针对基于串行干扰抵消(Successive Interference Cancellation,SIC)的陆基导航抗远近效应技术展开研究,主要工作包括:第一,研究了远近效应对接收机性能的影响。本文以一强一弱两路信号作为远近效应数学模型,推导强信号在弱信号捕获与跟踪阶段的影响,深入分析强信号对弱信号输出信噪比的影响,并通过仿真对结论进行验证。第二,研究了基于SIC算法的抗远近效应技术。介绍了SIC算法基本原理,并给出具体的算法流程图。通过定义干扰抵消比,采用单一变量控制法,分析不同参数估计误差对算法性能的影响,并仿真算法性能上限,软件仿真与半实物仿真结果均证明该算法的有效性。第三,研究了基于自适应串行干扰抵消(Adaptive-Successive Interference Cancellation,A-SIC)算法的抗远近效应技术。通过分析SIC算法存在的缺陷,在SIC算法的基础上引入自适应滤波技术形成闭环结构,采用LMS算法对重构信号进行自适应调整,使其与接收信号具有最小均方误差,从而减小信号参数估计误差对干扰抵消性能的影响,通过理论分析和仿真试验对该算法的性能进行验证,结果表明,该算法具有更大的干扰抵消比,在强干扰环境下仍能取得较好的性能。
【学位授予单位】：中国航天科技集团公司第一研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN967.1

【参考文献】