GNSS软件接收机的多径及弱信号处理与定位方法研究
本文关键词：GNSS软件接收机的多径及弱信号处理与定位方法研究 出处：《江苏大学》2017年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：全球卫星导航系统(Global Satellite Navigation System,GNSS)在森林、山谷、城市等环境下应用时,信号传输过程不可避免的受到外界因素的干扰,GNSS信号强度较弱,还伴有多径效应的影响,导致捕获与跟踪的效果不佳,同时伪距估计值误差也会进一步的增大,影响定位的性能。为此本文进行了GNSS软件接收机的多径及弱信号处理与定位方法研究,旨在改善GNSS软件接收机的捕获跟踪性能,减少定位误差。本文主要研究内容与成果如下:1卫星数据采集处理系统设计。根据GNSS信号特性及定位原理,搭建基于USRP的卫星数据采集处理系统,捕获、跟踪及定位过程全部以软件形式实现,针对USRP无法产生整数倍码率的采样频率,导致相位误差产生进而影响伪距估计,所以对伪距估计进行了优化。2弱信号的捕获方法研究。提出了基于并行码相位搜索的弱信号捕获方法,基于C/A码的自相干性,利用相干与非相干的结合进行信号累积,以增强信号的识别度;改进捕获判定方式,以峰值与一段范围内相关平均值之比作为判决变量;利用傅里叶变换细化频率估计,建立采样点与频率之间的联系,优化细化频率过程中的参数配置。3多径信号的跟踪方法研究。分析了现有EML、ELS及HRC环路跟踪技术的在多径抑制中的性能,针对HRC对多径效应抑制不足,改进了基于HRC的多径信号跟踪方法,结合n EML多径环路跟踪技术,合理选取相关间距,并考虑间距对误差估计的影响,优化误差估计方法。4定位方法研究。将非线性迭代法、LOP法、半正定法及加权约束额外变量法运用到GNSS定位过程之中,实现非线性方程的解算,构建仿真定位空间,分析各方法性能。针对多径及弱信号环境条件下,伪距测量值误差增大,非线性影响增强的问题,增加了高斯牛顿法的正规化修正,加权约束最小二乘法的线性修正与分离式操作,两步法的误差优化。仿真与实测数据分析结果表明,本文提出的方法可有效提高对多径及弱信号的处理能力,减少定位误差的产生。在此次实验所处的多径及弱信号环境下,基于本文所述的捕获、跟踪及定位方法,GNSS软件接收机的定位产生的误差为4.08m。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN965.5
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