基于BAP—UKF方法的微弱GPS信号多径参数估计.pdf

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1、2011年第3O卷第2期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)47基于BAP．UKF方法的微弱GPS信号多径参数估计袁赣南，谢燕军，梁海波(哈尔滨工程大学自动化学院，黑龙江哈尔滨150001)摘要：在室内、城市中心等恶劣环境下，多径效应已成为码跟踪的主要误差源。采用一种数据块平均预处理一无迹卡尔曼滤波器(BAP．UKF)方法来估计微弱GPS信号的多径参数，该方法采用数据BAP方法处理接收到的微弱GPS信号，以抑制噪声和干扰，提高接收信号的信噪比；经过BAP的信号通过多径相关器后的同相或正交相值，将作为UKF的观测量来估计码跟踪时的多路

2、径的幅值、码延时、相位、载波多普勒等参数．仿真结果表明：该方法能够有效地估计出载噪比低至21dB—Hz的微弱信号多径参数，从而证明了其有效性。关键词：数据块平均预处理；无迹卡尔曼滤波器；多径估计；微弱GPS信号中图分类号：TN965．5文献标识码：A文章编号：1000-9787(2011)02-0047--04AmultipathparameterestimationmethodofweakGPSsignalYUANGan—nan，XIEYan-jun，LIANGHai—bo(CollegeofAutomation，HarbinEngineeringUniversity，Harbin1

3、50001，China)Abstract：Muhipathisoneofthedominanterrorsourcesofcodetrackinginindoor，urbandistrictandotherharshenvironments．Inordertoeliminatemuhipathinterference，aBAP—UKFmethodisintroducedtoestimatethemuhipathparametersoftheweakGPSsigna1．Forsuppressingnoise，interferenceandimprovingthesignaltonoise

4、ratio，thismethodusesanblock—averagingsignalpre—processingmethodtoprocessthereceivedweakGPSsigna1．Thesignalafterpre—processedthroughthemultipathcorrelators．Thein—phaseOYquadraturephasev~luesateusedastheobservationalmeasurementsofunscentedKahnanfiltertoestimatethecodetracking~muhipathparameterssuc

5、hasamplitude，codedelay，phase，carrierDoppler．ThesimulationresultsshowthatthismethodcaneffectivelyestimatemuhipathparametersofweakGPSsignal，whichcarrynoiseratioisdownto21dB·Hz，SOitprovestheeffectivenessofthismethod．Keywords：datablock-averagingsignalpre—processing(dataBAP)；unscentedKalmanfilter(UKF

6、)；muhipathestimation；weakGPSsignal0引言径，但在信噪比较低的情况下，估计精度下降很快。利用卡随着卫星导航系统的增强和现代化程度的提高，很多尔曼滤波处理GPS多径信号的方法很多，在文献[4]中，误差源正在减少，多径效应已成为码跟踪时支配性的误差IzadpanahA等人利用扩展卡尔曼滤波来估计跟踪时的多源。在室内、城市中心等恶劣环境下，GPS的信号很微弱，径参数，但不能有效跟踪微弱信号。传统的接收机容易失锁从而导致测量精度降低，因而，强化本文提出采用BAP．UKF方法来解决微弱GPS信号条微弱信号下的多径估计能力已成为改进接收机性能的主要件下接收机的抗多径

7、问题。相对于窄相关技术，该方法可目标。有效估计出多径的参数；相对于最大似然估计技术和基于近年来，多种信号处理方法被用来抑制多径影响。主扩展卡尔曼滤波多径估计技术，该方法可有效估计出微弱要有窄相关技术，基于最大似然的多径估计技术，基信号条件下的路径参数。该方法将首先建立经过BAP预于卡尔曼滤波的多径估计技术。。通过窄相关技术能有处理后的微弱GPS信号模型，之后再构造经过处理后的微效地提高抗多径能力，但当多径数较多时，该方法不能很好弱信号的状态和测