本发明专利技术涉及一种卫星导航直接信号参数与多径信号数目和参数的估计方法，技术特征在于：采用Ｄｉｒｉｃｈｌｅｔ过程ＤＰ（α，Ｇ↓［０］）作为多径信号数目Ｍ的先验分布，则Ｍ的分布符合Ｄｉｒｉｃｈｌｅｔ过程如式Ⅰ，根据此先验分布采样得到多径信号可能的数目；根据多径信号可能的数目，构建以直接信号和多径信号的参数为状态量的状态方程ｘ（ｋ＋１）＝Ｆｘ（ｋ）＋ｗ（ｋ）和观测向量的观测方程ｙ＝ａＲ（τ）＋ｎ；根据多径信号可能的数目和状态方程和观测方程，采用粒子滤波方法估计出直接信号和多径信号的参数，同时可以确定多径的数目。本发明专利技术可以在不了解多径信号数目的情况下估计出多径信号的数目和参数，不但适用于直接信号大于多径信号的情况，还适用于直接信号小于多径信号的情况。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种，属于 卫星导航信号处理算法。
技术介绍
卫星导航多径信号估计算法通过将多径信号估计出来以消除卫星导航系统(包括 GPS， GLONASS， GALILEO,北斗系统等)多径误差对定位结果的影响。对卫星导航多径信号的估计方法的研究分为基于最大似然的估计方法和基于贝叶 斯估计的方法。基于最大似然估计的方法通过最大化似然函数来找到参数的最优估计 值，对于这禾中方法，可参考"K. Kaindl, N. Niklasch， Improving Path Separation in a Multipath Environment by Applying Nonlinear Estimation Theory， ION GPS 2002， Portland, 0R， 24-27 S印tember 2002"。在这类技术中，多径估计延迟锁定环 (Multipath Estimating Delay Lock Loop, MEDLL)技术是其典型代表，这种技术将估 计器引入跟踪环路，可以实现对直接信号和多径信号的估计。MEDLL技术出现较早，其精度很高，但效率不高，为了提高计算效率，又出现了 MMT(multipath mitigation technology)技术，见"L. R. Weill, Multipath Mitigation Using Modernized GPS Signals: How Good Can it Get ION GPS 2002, Portland, 0R， 24-27 S印tember 2002"，丽T采用非线性变换将参数空间的维数减少，提高计算 效率。MMT技术在实际中已经获得应用，NovAtel公司的VC (vision correlator)技 术就是以醒T为基础的，VC技术见"M. Sahraoudi and R. Jr. Landry, Multipath Mitigation Techniques Using Maximum-Likelihood Principled], Inside GNSS november december 2008，，。基于最大似然的多径信号估计技术的精度虽然很高，但其缺点是只能针对静态情 况，这限制了这一类估计技术的应用范围。多径信号的贝叶斯估计技术采用状态空间模型，将运动信息引入估计过程，可以克服最大似然估计的缺点，适用于动态情况的估计。文献"G. I. Jee, H.S. Kim, Y. J. Lee， C. G. Park, A GPS C/A Code Tracking Loop Based on Extended KaJman Filter with Multipath Mitigation， ION GPS 2002"提出了基于扩展卡尔曼滤波的码跟 踪环路来估计多径信号，直接信号与多径信号的幅度、延迟和相位都可由扩展卡尔曼 滤波估计出。文献"P. Closas, C. Fernandez-Prades, A. Juan， Bayesian DIX for Multipath Mitigation In Navigation Systems Using Particle Filters， IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing, 2006，，， "M. Lentmaier, B. Krach and P. Robertson, Bayesian Time Delay Estimation of GNSS Signals in Dynamic Multipath Environments， International Journal of Navigation and Observation Volume 2008，，， "P. Closas， C. Fernandez - Prades and J. A. Fernandez -Rubio， A Particle Filtering Tracking Algorithm for GNSS Synchronization Using Laplace， S Method， ICASSP， 08 1347， 2008"都是采用 基于粒子滤波估计器的技术对多径信号进行估计。其中，文献"P. Closas， C. Fernandez-Prades， A. J"uan， Bayesian DLX for Multipath Mitigation In Navigation Systems Using Particle Filters ， IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing, 2006"采用最小二乘技术对信号幅度进行估计，减 少了状态维数，提高了计算效率。文献"P. Closas， C. Fernandez - Prades and J. A. Fernandez-Rubio,A Particle Filtering Tracking Algorithm for GNSS Synchronization Using Laplace， S Method, ICASSP， 08 1347， 2008 "采用Rao-Blackwellization粒子滤波来减少状态维数，重要性函数的选择采用Laplace方 法，效率有一定的提高。各种已有的多径信号估计算法都有一个共同的特点，就是在应用它们估计多径信 号之前，必须首先对多径信号的数目加以假设，然后才能构造相应的模型进行多径信 号参数的估计，如果事先不了解多径信号的数目，则无法确定模型的结构，当对多径 信号数目的假设与实际不符时，误差会很大，估计的精度就会大大降低。在实际环境中，比如市区这种多径影响大的环境，当携带接收机的载体运动时， 来自建筑物和车辆等反射体的多径反射在不断变化，因此很难确定在某一时刻多径信 号的数目，在这种情况下，应用已有算法就会导致很大的误差。
技术实现思路
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种卫星导航直接信号参数与多径信 号数目和参数的估计方法，可以在不需要多径信号数目假设的条件下估计出多径信号 的数目和多径信号的参数，克服了已有算法的缺陷，能够在多径变化大的条件下更好 的估计出多径。本专利技术的思想在于卫星导航直接信号指从导航卫星直接传送到导航卫星接收机 的信号，多径信号(又称为多路径信号)指导航卫星发射的信号经过反射、散射过程 间接传送到导航卫星接收机的信号。直接信号只有一个，而多径信号却可能有很多个。 本专利技术提出的方法可以估计出直接信号的参数、多径信号的数目和多径信号的参数。 采用Dirichlet过程这种概率模型对多径信号的数目建模，可以很好的根据实际情况估 计出多径信号的数目，然后根据多径信号的数目构造信号参数的估计模型，以此对直 接信号和多径信号的参数进行估计。技术方案-种，其特征在于步骤如下:步骤h采用Dirichlet本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种卫星导航直接信号参数与多径信号数目和参数的估计方法，其特征在于步骤如下： 步骤１：采用Ｄｉｒｉｃｈｌｅｔ过程ＤＰ（α，Ｇ↓［０］）作为多径信号数目Ｍ的先验分布，则Ｍ的分布符合Ｄｉｒｉｃｈｌｅｔ过程：＊＊＊，根据此先验分布采样得到多 径信号可能的数目Ｍ，其中：α为参数，Ｇ↓［０］为参数为ｐ的几何分布Ｇｅｏ（ｐ），ｐ的参考范围０＜ｐ＜１； 步骤２：根据多径信号可能的数目，构建以直接信号和多径信号的参数为状态量的状态方程ｘ（ｋ＋１）＝Ｆｘ（ｋ）＋ｗ（ｋ）和观测向量的观 测方程ｙ＝ａＲ（τ）＋ｎ； 其中：ｋ为离散时间变量； Ｆ＝ｄｉａｇ｛Ｆａ，Ｆτ｝：＊＊＊，此两矩阵对角线元素参考取值为０．９～１； ｗ（ｋ）为高斯白噪声：其协方差阵为∑↓［ｋ，ｘ］＝ｄｉａｇ｛∑↓［ｋ，ａ］，∑↓［ｋ，τ］ ｝，∑↓［ｋ，ａ］，∑↓［ｋ，τ］为对角阵，对角线元素参考取值为０．０００１～０．０１； ｙ为观测向量，其中的一个分量为： ｙ↓［δ↓［ｊ］］（ｔ↓［ｋ］）＝α↓［０］（ｔ↓［ｋ］）Ｒ（τ－τ↓［０］＋δ↓［ｊ］）ｅ↑［ｊΔφ↓ ［０］］＋＊α↓［ｉ］（ｔ↓［ｋ］）Ｒ（τ－τ↓［ｉ］＋δ↓［ｊ］）ｅ↑［ｊΔφ↓［ｉ］］＋ｎ（ｔ↓［ｋ］），Ｎ维观测向量为ｙ＝［ｙ↓［δ↓［１］］，ｙ↓［δ↓［２］］，…，ｙ↓［δ↓［Ｎ］］］↑［Ｔ］，δ↓［ｊ］为产生第ｊ个观测分量的卫星导航接收机延迟锁定环相关累加支路的延迟； ａ为复向量，ａ＝［ａ↓［０］，ａ↓［１］，…，ａ↓［Ｍ］］＝［α↓［０］ｅ↑［ｊΔφ↓［０］］，α↓［１］ｅ↑［ｊΔφ↓［１］］，…，α↓［Ｍ］ｅ↑［ｊΔφ↓［Ｍ］］］，其中Δφ↓［１］，Δφ ↓［２］，…Δφ↓［Ｍ］为相位差； Ｒ（τ）为包含直接信号和多径信号延迟的相关函数矩阵： ＊＊＊这里Ｒ（.）为卫星信号和接收机自身参考信号的相关函数，ｎ为噪声，大小由信噪比确定； 所述的直接信号和多径信号的参数为直接信号和 多径信号的幅度向量和延迟向量；其中ｘ（ｋ）＊［ａ↑［Ｔ］（ｋ），τ↑［Ｔ］（ｋ）］↑［Ｔ］∈Ｒ↑［２（Ｍ＋１）×１］， 所述幅度向量为ａ（ｋ）＝［ａ↓［０］（ｋ），ａ↓［１］（ｋ），…，ａ↓［Ｍ］（ｋ）］↑［Ｔ］∈Ｒ↑［（Ｍ＋１）×１ ］，所述延迟向量为τ（ｋ）＝［τ↓［０］（ｋ），τ↓［１］（ｋ），…，τ↓［Ｍ］（ｋ）］↑［Ｔ］∈Ｒ↑［（Ｍ＋１）×１］；其中：...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨博，袁建平，罗建军，方群，朱战霞，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：87[]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。