面向复杂城市环境的卫星导航信号特征统计分析研究

发布时间：2022-02-08 11:10

　　当前,全球卫星导航定位应用已成为日常生活中必不可少的一部分,如车载导航、行人定位等。传播空间中的导航信号容易受到周围环境的影响,导致接收信号的整体质量下降,且不同类型场景下的信号质量存在较大差异,从而降低了导航接收机的整体性能。因此,需要研究导航信号各项特征的具体分布,以辅助接收机算法的研发和测试。在当前应用中,通常采用导航信号模拟器来调节信号的各项特征参数值,从而研究信号干扰特征对定位精度的具体影响。然而,当前模拟器中的信号特征模型大多采用通信卫星信号的相关研究,其与真实导航信号的特征无法完全一致,尤其是导航应用中所独有的参数,如多径延时等。为了研究实际应用中导航信号的详细特征,需要通过大量采集各类型场景下的真实卫星信号进行分析。因此,需要研究面向多场景的真实导航信号特征分析技术,从而得到各类场景下导航信号的实际特征分布。面向多场景的真实导航信号分析技术研发主要包含两类技术指标,即分析结果的真实性和全面性。针对真实性问题,需要保证所提取的信号特征参数值足够精确,且能够代表相应的场景类型。其中的难点在于降低非环境因素对信号参数的影响,并对大量采集的信号数据按场景类型进行正确分类。针对全... 

【文章来源】：上海交通大学上海市211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：159 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

真实导航信号样本数据采集平台Fig.2-1Signalsamplescollectionandcalibrationplatform

上海交通大学博士学位论文面向复杂城市环境的卫星导航信号特征统计分析研究图2-3位置标定结果内符合精度测试Fig.2-3Innerconformityaccuracyoftrajectorycalibrationresult中频信号采样器和导航天线的主要参数如表2-1所示，可以看出该采集设备具有较高的采样率，且接收天线的增益较高。其能够记录更多的信号细节信息，并保证采集设备对信号特征参数不会造成过大的影响，有利于参数特征的精确提龋另外，其可以同时采集GPSL1频点和北斗B1频点的信号数据。表2-1信号采集平台设备参数Table2-1Configurationparametersofsignalrecordingplatform信号采样器导航天线信号类型BDSB1&GPSL1极化方式右旋圆极化采样率62MHz增益5.5dBi采集带宽20MHz方向性水平全方向量化位宽8bit轴比<2.0dB—15—

上海交通大学博士学位论文面向复杂城市环境的卫星导航信号特征统计分析研究2.2导航软件接收机功能设计与验证2.2.1接收机总体框架在本文的研究实验中，其首先利用一个卫星中频信号采样器来采集真实卫星信号，并以数字中频数据形式存储。因此，所开发的导航软件接收机主要用于处理中频卫星信号数据，其总体框架如图2-4所示。该框架共包含控制模块、信号处理模块和交互界面三个主模块，其中控制模块用于数据预处理和算法策略制定，信号处理模块用以实现捕获、跟踪、星历解算和定位等功能，交互界面则用于显示处理结果和软件参数配置选项[95][96][97]。图2-4导航软件接收机整体框架Fig.2-4OverallframeworkoftheGNSSsoftwarereceiver在控制主模块中，中频信号数据由数字信号采样器采集得到，星历等辅助信息可通过网络下载或先前历元的数据处理计算得到，软件参数配置由用户界面输入得到。数据预处理中心将判别上述信息的可用性并执行预处理计算，从而保证控制中心能够选择合适信号处理算法策略。当信号处理主模块得到控制中心的指令后，将对相应卫星信号执行捕获或者继续跟踪锁定等操作。星历解算子模块则通过星历信息解码、卫星状态计算、伪距测定等操作来得到定位所需的各个观测量。最终，由测速与定位子模块来计算终端的速度和位置信息，并将所需信息传递给用户界面。图2-4表明，导航信号的特征参数值将通过信号处理主模块中的各步骤计算—16—

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3614961