高灵敏GPS接收机关键技术研究

123456aa · 发表于 2022-4-28 18:36:51

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GPS卫星导航定位系统可以全天候和实时地提供位置、速度和时间等，是军、民用领域中重要的导航、定位手段。但是在丛林、峡谷和室内等接收环境中，GPS信号能量比在开阔的接收环境中有更多衰减，接收信噪比更为恶化，其可用性和定位精度都将大大下降。高灵敏卫星导航接收机研究，旨在解决卫星信号被遮挡情况下的定位题目，改善接收机的微弱卫星信号的可用性。本论文研究高灵敏GPS接收机的关键技术，研制基于PC平台的高灵敏GPS接收机样机。研究内容包括：（1）微弱卫星信号捕获算法。提出了基于小波降噪的相关积分、差分累加捕获算法，在4ms相关积分时间情况下，接收机捕获灵敏度为-178dBW，比同样积分时间的相关积分、非相干累加算法捕获灵敏度提高2-3dB；（2）微弱卫星信号跟踪算法。研究了传统跟踪环路结构和扩展卡尔曼滤波结构的跟踪环路，跟踪灵敏度达到-189dBW；针对扩展卡尔曼滤波跟踪环路，采用新息自适应方法来提高跟踪环路对输入信噪比变化的适应性；采用新息开方检测方法来实现扩展卡尔曼滤波跟踪环路的失锁检测。（3）互相关干扰消除算法。通过双门限检测方法和串行干扰消除算法，在强、弱信号共存时,消除强干扰信号，降低该情况下的干扰概率，提高弱信号的检测概率。（4）高灵敏软件接收机的整体设计。采用多线程方法实现基于PC平台的高灵敏GPS软件接收机原理样机，捕获和跟踪灵敏度分别为-178dBW，-189dBW；定点定位精度小于50米，首次定位时间小于100s。该课题是电科院 “十一五”预研课题，课题己通过合同单位验收，所做研究为今后高灵敏GNSS接收机的研制提供了良好的技术基础。本论文的部分研究成果已应用于到某公司两款具备弱GPS信号处理能力的GPS接收机，测试表明所提供的算法有效地提高了接收机灵敏度。

高灵敏GPS接收机关键技术研究

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