北斗卫星导航系统伪距多径分析与仿真

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1、北斗卫星导航系统伪距多径分析与仿真第４０卷第２期２０１５年４月ＤＯＩ：１０．１４１８８６．２０９５—６０４５．２０１５．０２．０１４测绘地理信息ＪｏｕｍａｌｏｆＧｅｏｍａｔｉｃｓＶ０１．４０ＮＯ．２Ａｐｒ．２０１５文章编号：２０９５—６０４５（２０１５）０２—００５０—０３黄克亮１（１６１２８７部队，成都市，６１００３６）ＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＭｕｌｔｉｐａｔｈＥｆｆｅｃｔｓｏｆＢｅｉＤｏｕＳａｔｅｌｌｉｔｅＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＨＵＡＮＧＫｅｌｉａｎ９１（１６１２８７Ｔｒｏｏｐｓ，Ｃｈｅｔｌｇｄｕ６１００３６

2、，Ｃｈｉｎａ）摘要：卫星导航系统中伪距测量是否精确直接决定了伪距观测技术是卫星导航系统的关键技术之一［１］。导航接收———————————————————————————————————————————————机在导航定位中采用伪随机码测距观测量即伪距进行定位解算，即用户接收机的定位精度基本取决于伪距的测量精度。伪距测量涉及钟差、真距、设备时延、观测时刻等多个物理量，伪距测量值主要由卫星至接收机的真实距离、钟差、空间传播延迟、多径传播及用户接收机通道延迟等几部分组成口’。本文在对伪距测量原理进行简介的基础上，重点针对伪距测量中很难消除影响的多径

3、误差进行分析，在定性给出伪距多径效应的基础上，基于相干超前减滞后鉴别器，建立反射多径效应的信号模型，通过鉴别器输出函数对测码伪距多径误差进行了求解，最后以北斗Ｂ?频点导航信号为例，仿真分析了反射多径信号幅度、多径延时对测码伪距多径的影响程度，为伪距测量分析提供了依据。１导航接收机的定位精度。针对卫星导航系统中的伪距测量问题，介绍了伪距测量的原理，分析了伪距测量误差主要取决于钟差、电离层、对流层及多径传播效应引起的误差等，并重点针对多径效应进行分析；针对伪距测量中的多径误差，在定性给出伪距多径效应的基础上，重点对测码伪距多径误差进行了理论分析，建

4、立了信号多径传播效应模型，通过相干超前减滞后鉴别器输出函数给出了测码伪距多径误差的表征方法；最后对测码伪距多径误差进行了仿真分析，分析了多径延时及多径幅度比对多径误差的影响，为伪距测量分析提供依据。关键词：北斗卫星导航系统；伪距测量；多径误差中图法分类号：ＴＮ９１４．４２；Ｐ２２８．４２文献标识码：Ａ———————————————————————————————————————————————Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓａｔｅｌｌｉｔｅｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ’ｓｐｓｅｕｄｏ—ｒａｎｇｅｍｅａｓｕｒｅ—ｍｅｎｔｄｉｒｅｃｔｌｙｄｅｔｅｒｍｉｎｅ

5、ｓｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇａｅｃｕｒａｅｙｏｆｎａｖｉｇａｔｉｏｎｒｅｅｅｉｖｅｒｓ．Ｆｏｒｓａｔｅｌｌｉｔｅｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ’Ｓｐｓｅｕｄｏ—ｒａｎｇｅｍｅａ—ｓｕｒｅｍｅｎｔ伪距测量原理简介导航卫星在高精度原子钟的精密时间控制下发ｐｒｏｂｌｅｍ，ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｆｉｒｓｔｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｐｓｅｕｄｏ—ｒａｎｇｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．Ａｎｄｔｈｅｎｉｔａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｐｓｅｕ－ｄｏ—ｒａｎｇｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｅｒｒｏｒｓｗｈｉｃｈｄｅｐｅｎｄｏｎ

6、ｔｈｅｃｌｏｃｋｅｒｒｏｒ，———————————————————————————————————————————————射无线电导航信号，用户接收机对接收信号进行处理，恢复导航卫星时间信号，与本地时钟进行时间比对，完成伪距测量，其基本关系如图ｌ所示。卫星钟时间信号ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｉｏｎｏｓｐｈｅｒｅ，ｔｒｏｐｏｓｐｈｅｒｅ，ａｎｄｍｕｈｉｐａｔｈｅｒ－ｒｏｒ，ｅｔｃ．Ｆｏｒｍｕｈｉｐａｔｈｅｒｒｏｒ，ｉｔｇｉｖｅｓｔｈｅｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅｂａｓｉｓｐｓｅｕ—ｄｏｒａｎｇｅｍｕｈｉｐａｔｈｅｆｆｅｃｔｓｆｉｒｓｔｌｙ．Ａｎｄｔｈｅｎｉｔｆ

7、ｏｃｕｓｅｓｒａｎｇｅｏｎｐｓｅｕｄｏ—ｍｕｈｉｐａｔｈｅｒｒｏｒｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ，ｓｉｇｎａｌｍｕｈｉｐａｔｈｐｒｏｐ—ｅｆｆｅｃｔｍｏｄｅｌｗｅｒｅｇｉｖｅｎｔｏｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｐｓｅｕｄｏ—ｒａｎｇｅ’ｓｅｒｒｏｒ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｐｓｅｕｄｏ—ｒａｎｇｅ’ＳｍｕｈｉｐａｔｈｅｒｒｏｒＩ：！鬯¨…巴圳‘———————————————————————————————————————————————ｒ…’Ｉ（ｎ＋ｍ）ｚａｇａｔｉｏｎｍｕｈｉｐａｔｈｗｅｒｅ接收恢复时间信号本地钟时间信号ｌｑ！臣尘二Ｉ”，｛（

8、”＋１）。…—＇ｌ＋■ｓｉｍｕｌａｔｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＢｅｉＤｏｕｓａｔｅｌｌｉｔｅｎａｖｉｇａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ；ｐｓ