本文關鍵詞：基于卡爾曼濾波技術的GPS信號跟蹤與多徑估計算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：GPS信號在經(jīng)過室內(nèi)環(huán)境（如室內(nèi)、城市、森林等復雜環(huán)境）時由于穿透損耗、反射損耗、繞射損耗和信號衰落等過程使信號強度急劇衰減，且由于多徑效應的存在，造成信號的信噪比很低，跟蹤精度較差，，甚至使得載波跟蹤環(huán)失鎖，造成跟蹤過程不能正常運行等后果。針對以上情況，本文對GPS信號跟蹤算法、多徑信號的估計與補償技術等進行了研究。 本文首先介紹了GPS中頻信號的生成過程及GPS軟件接收機的工作原理。傳統(tǒng)的接收機跟蹤環(huán)路模型較為復雜，易受噪聲干擾，在復雜環(huán)境下不能有效的跟蹤到GPS信號。針對目前應用較為廣泛的卡爾曼跟蹤環(huán)路和最大似然多徑估計算法模型進行分析討論。針對以上兩種算法的不足，依據(jù)最優(yōu)卡爾曼濾波器的濾波新息為零均值白噪音這一特點，設計自適應卡爾曼濾波器代替碼跟蹤環(huán)路中原有的卡爾曼濾波器，提高跟蹤環(huán)路在復雜應用環(huán)境下的跟蹤精度。對GPS多徑信號最大似然估計誤差較大的問題，依據(jù)有色噪音分析理論，構造卡爾曼濾波模型，進一步提高了多徑信號的估計精度，提高了GPS信號跟蹤性能。 本文對改進前后GPS信號跟蹤環(huán)路以及多徑估計算法在MATLAB平臺上進行了仿真分析，結果表明，對于相同條件下的GPS信號，自適應卡爾曼濾波跟蹤算法在與傳統(tǒng)的卡爾曼GPS信號跟蹤算法相比較，其抗噪性和、靈敏度以及跟蹤精度都有明顯提高。對于弱信號，基于卡爾曼濾波的最大似然多徑估計算法在其抗噪性和跟蹤精度方面都優(yōu)于最大似然多徑估計算法。
【關鍵詞】：GPS接收機 環(huán)路改進 多徑估計 跟蹤精度
【學位授予單位】：浙江理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P228.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-12
• 1.1 研究背景和意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 本文的研究內(nèi)容及論文結構11-12
• 第二章 GPS 信號與接收機原理12-38
• 2.1 GPS 信號模型13-19
• 2.1.1 載波信號13-14
• 2.1.2 產(chǎn)生 C/A 碼14-16
• 2.1.3 導航電文16-17
• 2.1.4 衛(wèi)星信號的調(diào)制格式17-18
• 2.1.5 中頻信號18-19
• 2.2 GPS 信號的捕獲跟蹤原理19-30
• 2.2.1 GPS 信號捕獲算法19-21
• 2.2.2 跟蹤環(huán)路21
• 2.2.3 I/Q 兩路解調(diào)21-23
• 2.2.4 載波跟蹤23-25
• 2.2.5 碼跟蹤25-27
• 2.2.6 卡爾曼環(huán)路跟蹤算法27-30
• 2.3 GPS 多徑信號30-37
• 2.3.1 多徑信號概述30-31
• 2.3.2 多徑信號估計誤差分析31-33
• 2.3.2.1 幅度和相位誤差31-32
• 2.3.2.2 時延估計誤差32
• 2.3.2.3 多徑數(shù)目估計誤差32-33
• 2.3.3 多徑抑制技術33-37
• 2.3.3.1 空域處理技術33-34
• 2.3.3.2 時域處理技術34-37
• 2.4 本章小結37-38
• 第三章 跟蹤環(huán)路改進研究38-47
• 3.1 自適應卡爾曼濾波在跟蹤環(huán)路中的應用38-42
• 3.2 基于卡爾曼濾波的最大似然多徑估計算法42-46
• 3.3 本章小結46-47
• 第四章 實驗仿真47-66
• 4.1 實驗平臺構建47-51
• 4.1.1 GPS 信號參數(shù)47-48
• 4.1.2 軟件接收機運行流程48-49
• 4.1.3 信號捕獲流程49
• 4.1.4 信號跟蹤流程49-50
• 4.1.5 信號數(shù)據(jù)解算50-51
• 4.2 信號捕獲跟蹤結果仿真51-53
• 4.3 跟蹤環(huán)路算法仿真53-60
• 4.3.1 算法穩(wěn)定性分析53-55
• 4.3.2 算法噪音敏感性和去噪性分析55-60
• 4.4 多徑估計算法仿真60-65
• 4.5 本章小結65-66
• 第五章 總結與展望66-67
• 參考文獻67-71
• 附錄 A：卡爾曼濾波初始噪聲方差設置對濾波性能影響的分析71-73
• 附錄 B：最優(yōu)濾波時新息為零均值白噪聲的證明73-77
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文77-78
• 致謝7

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 唐斌;陳金平;楊龍;王禮亮;劉慧越;;基于有色噪聲卡爾曼濾波的GPS多徑估計研究[J];北京理工大學學報;2010年10期

2 楊長林;柏秀亮;劉延飛;陳聰;歐迪棟;;新息自適應區(qū)間Kalman濾波算法及其應用[J];傳感器與微系統(tǒng);2012年11期

3 張迎春;李t焧

本文編號：287194