GNSS高精度接收机抗多径技术研究

论文摘要

多径信号是影响GNSS(Global Navigation Satellite System)高精度接收机测量精度的显著误差源,多径抑制方法一直是卫星导航领域的瓶颈和研究热点。本文以“十一五”及“十二五”某预研课题为背景,重点研究了GNSS接收机的抗多径技术。首先,研究了多径信号特性及其对接收机测距性能的影响,通过建立存在多径时的接收信号模型,分析了多径环境下的自相关函数和延迟锁定环。其次,研究了抗多径天线技术,通过分析天线性能对多径信号的影响,提出了天线辐射体和扼流圈的设计原则,并通过测试验证了抗多径天线的性能。再次,研究了抗多径算法,通过对目前常用的多径消除技术的分析,选择了基于序列相关器的延迟锁定环补偿技术作为多径消除算法,并采用实验室测试和实际收星测试验证了该算法的有效性。最后,研究了抗多径性能测试评估手段,从多径环境软件仿真系统构建和抗多径实验室模拟测试环境构建两方面进行了阐述和验证。本文的研究成果可以为GNSS高精度接收机抗多径技术研究提供参考依据。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究内容
• 1.3.1 多径信号特性分析及其对接收机测距性能的影响
• 1.3.2 抗多径天线技术
• 1.3.3 抗多径算法
• 1.3.4 抗多径性能测试评估手段
• 第二章 多径信号特性分析及其对接收机测距性能的影响
• 2.1 引言
• 2.2 多径信号特性分析
• 2.2.1 多径信号的分类及模型
• 2.2.2 多径信号极化状态分析
• 2.3 多径信号对接收机测距性能的影响
• 2.3.1 多径信号对自相关函数的影响
• 2.3.2 多径信号对码延迟锁定环的影响
• 2.4 小结
• 第三章 抗多径天线技术
• 3.1 引言
• 3.2 天线性能对多径信号的影响
• 3.2.1 天线轴比性能对多径信号的影响
• 3.2.2 天线增益方向图对多径信号的影响
• 3.2.3 天线扼流圈技术对多径信号的影响
• 3.3 天线辐射体技术研究
• 3.3.1 天线辐射体选取原则
• 3.3.2 谐振式四臂螺旋天线
• 3.4 扼流圈技术研究
• 3.4.1 扼流圈尺寸选取原则
• 3.4.2 工程实现
• 3.5 测试及验证
• 3.5.1 微波暗室测试
• 3.5.2 实际接收卫星信号测试
• 3.6 小结
• 第四章 抗多径算法
• 4.1 引言
• 4.2 多径干扰检测和抑制方法研究
• 4.2.1 窄相关器技术
• 4.2.2 多径消除技术（MET）
• 4.2.3 多径估计延迟锁定环（MEDLL）
• 4.2.4 脉冲间隙相关器技术（PAC）
• 4.2.5 Vision相关器
• 4.2.6 修正相关器参考波形法
• 4.2.7 前沿技术
• 4.2.8 基于码滤波的多径效应抑制技术
• 4.3 基于序列相关器的多径检测和消除技术研究
• 4.3.1 基准相关曲线模型的建立
• 4.3.2 序列相关器的结构
• 4.3.3 序列相关器多径消除技术
• 4.3.4 多径检测效果和多径抑制能力测试
• 4.4 延迟锁定环补偿技术
• 4.4.1 延迟锁定环补偿技术原理
• 4.4.2 仿真结果
• 4.4.3 测试结果
• 4.5 小结
• 第五章 抗多径性能测试评估手段
• 5.1 引言
• 5.2 多径环境软件仿真系统
• 5.2.1 多径环境软件仿真系统组成及功能
• 5.2.2 多径环境下接收机抗多径技术仿真研究设计
• 5.2.3 解决的主要技术
• 5.2.4 仿真软件构建
• 5.2.5 仿真试验情况
• 5.3 抗多径测试实验室构建方法
• 5.3.1 抗多径测试实验室方案
• 5.3.2 抗多径性能评估方法
• 5.4 小结
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果