一种抑制多径干扰及噪声的滤波器方法，以载波多普勒来辅助码伪距，实现多径和环境噪声的抑制。相对于现有方法中的固定滤波窗口，本方法提出动态调整滤波窗口，从第一个数据开始即进入滤波状态，窗口长度依次加一，直至达到预先设定的滤波窗口长度。本方法无疑更灵活，可以快速进入滤波状态，而不必等待一个滤波窗口长度的时间后才可以进入滤波状态。定位的初始阶段，系统是不稳定的，定位点跳动较大，本方法法正可以在初始阶段提高定位精度，尤其对于实现在GPS定位存在严重的多径干扰的情况和其他环境噪声的城市环境中精确定位有很大意义。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及GPS系统中的滤波器方法，尤其是，属于GPS通信
技术介绍
GPS卫星发射的射频信号为将C/A码和导航数据调制在载波上所得到的信号。现代通用的数字GPS接收机包括射频接收天线、下变频器、基带信号通道和数据输出，完成信号的接收、捕获、比特同步、跟踪、解调和定位解算等。其基本的工作流程为GPS天线接收所有可见GPS卫星信号，并将微弱电磁波转化为微弱电流，然后通过前置低噪声放大器对微弱的信号电流进行放大，接着通过变频转换将高频信号下变频为中频数字信号后送入各个接收的数字基带信道进行处理。处理过程包括首先捕获模块通过对所有不确定的C/A 码的时延和所有不确定的多普勒频移完成二维搜索，从而找到可视卫星、粗略的C/A码延迟和多普勒频移，完成比特同步之后将结果输入到跟踪模块，而跟踪模块主要完成C/A码、 相位和多普勒频移的跟踪，从而获得这些参数的精确估计值。采用相位和多普勒频移的估计来复制本地载波频率与接收到的数字信号的载波频率一致，进而剥离载波，得到C/A码和导航数据码，此为载波跟踪环路；利用估计的码延迟通过相关器的运算来得到超前码、即时码和滞后码，进而复制本地C/A码和接收到的数字信号中的C/A码一致，进而剥离C/A 码，此为码跟踪环路。码跟踪环路和载波跟踪环路统称为跟踪环路。经过跟踪环路的处理之后得到导航数据，导航数据解码得到卫星的星历和历书，由它们可以计算得到卫星的位置以及卫星信号的发射时间，结合本地时间可以得到信号从卫星到接收机的传播时间，乘以光速后得到伪距，称之为伪距而不是距离的原因为这个距离里面有诸如大气时延、接收机时钟误差以及接收机的测量误差等所引起的距离上的偏差，而不是从卫星到达接收机的真实距离。至此得到了卫星位置和伪距。至少要4颗卫星的数据，就可以联立解方程组来得到接收机所在的位置，此为定位解算过程。实际的GPS测量中，由于多径干扰及其他环境噪声的影响，致使定位精度降低。多径干扰的产生可以解释如下接收机天线接收的信号包括直接来自卫星方向的直达信号和直达信号经过一次或多次在接收天线四周的反射面反射后得到的信号，即多径信号，多径信号和直达信号的传播路径不同，因此有不同的幅度、相位和时延，从而导致合成信号的波形发生扭曲。而其他的环境噪声包括大气时延、接收机时钟误差以及接收机的测量误差等， 从而影响定位精度，产生定位误差。其中对多径抑制方法的研究通常从抑制多径天线设计、 环路鉴相器设计和数据后处理三个方面进行，它们各有利弊，一个完善的多径抑制策略往往是考虑设计目标后对这些方法的综合运用。在接收机内部跟踪环路的数字信号处理过程中采取多种措施来抑制多径效应显得相当现实和有效。跟踪之后的数据后处理方法中，以载波多普勒来辅助码伪距是一个比较有效的方法，而且操作简单，不需要占用大量资源，也不改变环路架构，因而近几年很受欢迎。但现有载波多普勒辅助码伪距方法采用固定滤波窗口长度N，所以必须等待N时间才可以进入滤波状态。
技术实现思路
本专利技术针对现有载波多普勒辅助码伪距方法固定滤波窗口长度N的缺陷，提出了。本专利技术采取的技术方案是，以基带处理过后得到的载波多普勒和码伪距为基础，采用载波多普勒来辅助码伪距，获得平滑后的精确码伪距，其特征在于设置动态调整滤波窗口长度的滤波器替代固定滤波窗口长度的滤波器，从第一个收集到的伪距和载波多普勒数据开始即进入滤波状态，滤波窗口长度从初始的一，并此后每秒输出一个平滑值后，实行伪距平滑时滤波窗口长度依次加一，直至达到预先设定的滤波窗口长度N后，滤波窗口长度保持不变，在每一个滤波窗口长度下，进行三个步骤的计算过程，得到本时刻的最终伪距平滑值，三个步骤的计算过程如下1)得到一个滤波窗口长度η的码伪距和载波多普勒之后，首先经过下面公式的计算得到相应时刻的滤波之后的码伪距的先验估计值权利要求1. ，以基带处理过后得到的载波多普勒和码伪距为基础，采用载波多普勒来辅助码伪距，获得平滑后的精确码伪距，其特征在于设置动态调整滤波窗口长度的滤波器替代固定滤波窗口长度的滤波器，从第一个收集到的伪距和载波多普勒数据开始即进入滤波状态，滤波窗口长度从初始的一，并此后每秒输出一个平滑值后，实行伪距平滑时滤波窗口长度依次加一，直至达到预先设定的滤波窗口长度N后， 滤波窗口长度保持不变，在每一个滤波窗口长度下，进行三个步骤的计算过程，得到本时刻的最终伪距平滑值，三个步骤的计算过程如下1)得到一个滤波窗口长度η的码伪距和载波多普勒之后，首先经过下面公式的计算得到相应时刻的滤波之后的码伪距的先验估计值全文摘要，以载波多普勒来辅助码伪距，实现多径和环境噪声的抑制。相对于现有方法中的固定滤波窗口，本方法提出动态调整滤波窗口，从第一个数据开始即进入滤波状态，窗口长度依次加一，直至达到预先设定的滤波窗口长度。本方法无疑更灵活，可以快速进入滤波状态，而不必等待一个滤波窗口长度的时间后才可以进入滤波状态。定位的初始阶段，系统是不稳定的，定位点跳动较大，本方法法正可以在初始阶段提高定位精度，尤其对于实现在GPS定位存在严重的多径干扰的情况和其他环境噪声的城市环境中精确定位有很大意义。文档编号G01S19/21GK102508266SQ20111034832公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月7日 优先权日2011年11月7日专利技术者丁荣荣, 孙丽, 时龙兴, 杨军, 赵岩 申请人:东南大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨军，丁荣荣，孙丽，赵岩，时龙兴，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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