GNSS信号质量监测算法研究

admin · 发表于 2022-9-18 17:30:06

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经过几十年的发展，全球卫星导航系统(GNSS)已广泛应用于农耕、采矿、测绘、户外营救等各个领域，其最有前景的应用领域是民用航空。但根据国际民航组织（ICAO）的规定，GNSS应用于涉及生命安全的民用航空领域必须满足民用航空对导航系统精确性、完好性等的严格要求。当前基于卫星导航的增强系统分别采用了差分和监视技术来提高系统的精确性和完好性。为了保证不给定位结果引入偏差，需要精确地知道卫星信号的结构以及其相关峰的形状，并对卫星信号及其相关峰的对称性进行监视。本文主要研究内容是卫星信号质量监视（SQM）。本文首先概述了全球卫星导航系统的发展历程，简单介绍了四大卫星导航系统及两个主要的卫星导航增强系统。总结了近十多年前辈们在卫星信号质量监视方面所取得的成果和提出了面临的新题目。其次，本文从信号质量监视研究的三个方面：功率监视、码-载波发散监视、相关峰对称监视。重点描述了相关峰对称监视过程中所涉及的研究内容：异常信号建模、监测方法、最小可检测误差、设计过程。本文针对当前信号质量监测方法中存在的观测量不足和存在固有偏差等题目，提出了一种基于多相关技术的加权差 -SQM法。该方法利用GNSS信号相关峰对称位置采样值的差值来反映其对称性，并通过剔除接收机和卫星偏差，对多对差值加权组合的方法来提高信号质量监测的灵敏度。最后，本文针当前信号质量监测方法没有考虑信号在产生、传输、接收过程中各种滤波器带宽对信号相关函数的影响而假设其为理想的三角形等情况，提出了改进的加权Δ-检测方法——基于最小二乘的信号质量监测方法，该方法使用最小二乘方法把相关函数采样值拟合成二次曲线，并用二次曲线的对称轴及其它特征参数来监视相关峰的对称性。

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