【技术实现步骤摘要】
一种矢量跟踪通道状态检测方法
本专利技术涉及卫星导航
,特别是一种矢量跟踪通道状态检测方法。
技术介绍
卫星导航系统利用围绕地球运行的人造卫星来向地面发射经过编码和调制的无线电信号,编码中载有卫星信号时间和空间星座中各颗卫星的位置、状态等星历信息,安装在载体上的GNSS接收机可以接收卫星信号,通过计算求出自身的位置和速度等导航信息。目前,全球卫星导航系统(GNSS)主要包括美国的GPS(GlobalPositioningSystem)、俄罗斯的GLONASS(GlobalNavigationSatellitesSystem)、欧盟的伽利略卫星导航系统(Galileosatellitenavigationsystem)和中国的北斗卫星导航系统(BeiDouNavigationSatelliteSystem,BD)。全球卫星导航系统具有全天候、全时间的优点,可以为全球用户提供可靠的三维位置、三维速度和时间信息,基本上不受地区的限制。在过去的二十年中,矢量跟踪方法在信号挑战性环境,如弱信号、高动态、多路径信号等情况下的实现和性能评价吸引了大量的研究。全球导航卫星系统(GNSS)(VDLL(矢量延迟锁定环)/VFLL(矢量锁相环))的矢量跟踪环路(VTL)的主要缺点是低质量信号的存在,甚至部分频道的信号堵塞会影响所有频道,并可能导致异常的导航结果。大多数的矢量跟踪环路研究只考虑了固定数目的可以被跟踪环路跟踪的可用卫星,自适应导航滤波器可以很好的处理问题,但在由于用户的移动或者环境的改变,一些被阻塞的信号可能会重新出现。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种 ...
【技术保护点】
1.一种矢量跟踪通道状态检测方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、通过轨迹发生器、卫星信号模拟器依次模拟生成中频信号;步骤2、将模拟生成的中频信号注入软件接收机的矢量跟踪环路,经过I/Q解调产生I/Q信号,经过相关器进行相关运算得到相干积分值,再经过载波、码鉴别器得到输出值;步骤3、矢量跟踪环路的每个通道设置一个预滤波器,预滤波器的状态向量是伪距和伪距率,观测向量是码和载波鉴别器的输出,使用预滤波器的故障检测函数,计算出显著性水平检测值a,检测通道的状态;步骤4、将每个预滤波器的状态向量输出到导航滤波器,组成导航滤波器的观测向量,进行导航定位。
【技术特征摘要】
1.一种矢量跟踪通道状态检测方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、通过轨迹发生器、卫星信号模拟器依次模拟生成中频信号;步骤2、将模拟生成的中频信号注入软件接收机的矢量跟踪环路,经过I/Q解调产生I/Q信号,经过相关器进行相关运算得到相干积分值,再经过载波、码鉴别器得到输出值;步骤3、矢量跟踪环路的每个通道设置一个预滤波器,预滤波器的状态向量是伪距和伪距率,观测向量是码和载波鉴别器的输出,使用预滤波器的故障检测函数,计算出显著性水平检测值a,检测通道的状态;步骤4、将每个预滤波器的状态向量输出到导航滤波器,组成导航滤波器的观测向量,进行导航定位。2.根据权利要求1中所述的矢量跟踪通道状态检测方法,其特征在于,步骤1中所述的通过轨迹发生器、卫星信号模拟器依次模拟生成中频信号,具体为:根据飞行的物理模型,设置各阶段的飞行参数,生成飞行轨迹,将飞行轨迹导入卫星模拟器处理,得到相应的GPS中频信号。3.根据权利要求1中所述的矢量跟踪通道状态检测方法,其特征在于,步骤2中所述的软件接收机的矢量跟踪环路,包括预滤波器,故障检测和通道状态监测。4.根据权利要求1中所述的矢量跟踪通道状态检测方法,其特征在于,步骤3中所述的矢量跟踪环路的每个通道设置一个预滤波器,预滤波器的状态向量是伪距和伪距率,观测向量是码和载波鉴别器的输出,具体为:状态向量:式中,和是在(k+1)th时刻,通道j的伪距误差和伪距率误差;和是在(k)th时刻,通道j的伪距误差和伪距率误差;vδ和是建模误差;T是积分时间,取值为1毫秒;观测向量:式中,和是码鉴别器和载波频率鉴别器的输出;ωδ和是通道j的伪距量测误差噪声和伪距率量测误差噪声。5.根据权利要求1中所述的矢量跟踪通道状态检测方法,其特征在于,步骤3中所述的使用预滤波器的故障检测函数,计算出显著性水平检测值a,检测通道的状态,具体为:对于线性时变系统:X(k)=Φ(k|k-1)X(k-1)+W(k-1)(3)Z(k)=H(k)X(k)+V(k)(4)式中,X(k)是状态向量;Φ(k|k-1)是状态转移矩阵;Z(k)是观测向量;H(k)是观测矩阵;W(k-1)和V(k)是噪声矩阵;状态一步预测和状态均方误差一步预测如下:P(k)pre=Φ(k|k-1)P(k-1)Φ(k|k-1)T+Q(k-1)(6)量测更新如下:K(k)=P(k)preH(k)T(H(k)P(k)preH(k)T+R(k))-1(7)P(k)=(I-K(k)H(k))P(k)pre(9)式中,是状态向量先验估计;P(k)pre是先验状态向量的均方误差阵;K(k)是增益矩阵,定义为预测和新量测之间...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈帅,韩林,蒋长辉,樊龙江,陈德潘,张博雅,朱晓晗,王琛,顾得友,谭聚豪,
申请(专利权)人:南京理工大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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