【摘要】：針對衛(wèi)星導(dǎo)航信號存在的微小信號畸變,研究了因?qū)Ш叫盘柣兌鸬臏y距偏差的估計(jì)問題�；诶硐刖匦蚊}沖波形和真實(shí)信號波形的上升沿零交叉點(diǎn)信息,給出參考波形定義,并以此為基礎(chǔ)估計(jì)測距偏差。該方法可用于定量評估衛(wèi)星導(dǎo)航信號波形畸變對測距偏差的影響及比較衛(wèi)星之間的測距差異。以二階模型為基礎(chǔ)產(chǎn)生畸變波形,驗(yàn)證了該方法的有效性,并分析了估計(jì)精度與信噪比關(guān)系。通過大口徑天線采集"北斗"衛(wèi)星B1頻點(diǎn)信號,利用該方法獲得了B1頻點(diǎn)I/Q支路信號的測距偏差,表明該方法可用于在軌衛(wèi)星信號的測距性能評估。
【圖文】：

某中鈃奔涫竅嗤嘈�。糕文献�?］給出的多顆GPS衛(wèi)星L1信號的模擬畸變波形，不同衛(wèi)星之間的差異主要表現(xiàn)在振蕩波形的后期部分，而上升沿部分是一致的，因此，上述假設(shè)是合理的。為直觀表示參考波形與理想波形及實(shí)際衛(wèi)星信號的關(guān)系，本文以2OS模型代表實(shí)際衛(wèi)星信號，分析了參考波形、理想波形及2OS模型的差異。參考波形片段與TMB模型的關(guān)系如圖1所示。參考波形與理想波形相比，均是理想矩形脈沖，但存在滯后偏差。參考波形與TMB模型相比，上升沿和下降沿的零交叉點(diǎn)位置均相同，但前者是平坦波形，后者是振蕩波形。圖1TMB模型對應(yīng)的參考波形Fig．1ＲeferencewaveformbasedonTMBmodel參考波形片段與TMC模型的關(guān)系如圖2所示。參考波形與TMC模型相比，上升沿零交叉點(diǎn)位置相同，下降沿零交叉點(diǎn)位置不同，且前者是平坦波形，后者是振蕩波形。·28·www．teleonline．cn電訊技術(shù)2017年

圖2TMC模型對應(yīng)的參考波形Fig．2ＲeferencewaveformbasedonTMCmodel3測距偏差估計(jì)方法對于理想波形，其測距偏差是0，但實(shí)際衛(wèi)星發(fā)播信號波形相對參考波形存在測距偏差。該測距偏差可用于評估衛(wèi)星發(fā)播信號的質(zhì)量，是評估信號波形異常對測距影響程度的重要參數(shù)。典型的導(dǎo)航接收機(jī)測距是通過延遲鎖定環(huán)對接收信號的偽碼跟蹤來實(shí)現(xiàn)的。延遲鎖定環(huán)由相關(guān)器、鑒相器、環(huán)路濾波器等構(gòu)成。導(dǎo)航接收機(jī)的延遲鎖定環(huán)盡可能地跟蹤鑒相器曲線的零交叉點(diǎn)，使輸入的碼跟蹤誤差最校如果導(dǎo)航接收機(jī)接收到正常導(dǎo)航信號，環(huán)路濾波器達(dá)到穩(wěn)態(tài)時鑒相器輸出為零，碼跟蹤誤差也為零。但是，衛(wèi)星導(dǎo)航波形畸變使鑒相曲線零交叉點(diǎn)偏離了碼跟蹤誤差為零的位置，那么這個偏離量就是導(dǎo)航波形畸變引起的測距偏差的大小，即ε=arg^τ0－τ0{Dm(^τ0－τ0)=0}。(1)式中:ε為測距偏差，Dm(^τ0－τ0)為鑒相函數(shù)。根據(jù)上述原理，測距偏差的估計(jì)方法如下:(1)根據(jù)碼速率確定欠采樣速率，對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行欠采樣，通過判讀符號產(chǎn)生本地碼。(2)由采樣數(shù)據(jù)的正負(fù)號變化確定所有零交叉點(diǎn)的粗略位置，以粗略位置為中心進(jìn)行線性擬合，獲得精確的零交叉點(diǎn)位置。(3)計(jì)算不同脈沖上升沿與第一個數(shù)據(jù)點(diǎn)的距離，并對碼片寬度求模，求得不同上升沿對應(yīng)的第一個數(shù)據(jù)點(diǎn)與偽碼周期起點(diǎn)的距離。對不同上升沿對應(yīng)的距離值進(jìn)行平均，即為第一個數(shù)據(jù)點(diǎn)與偽碼周期起點(diǎn)的距離估計(jì)值。(4)產(chǎn)生本地超前信號和本地滯后信號，分別與采集數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，然后求其差為鑒相器曲線。(5)對鑒相器曲線進(jìn)行線性擬合，，獲得零交叉點(diǎn)位置。(6)零交叉點(diǎn)與鑒相器曲線中心位置的距離即為測距偏差。測距偏差大于0為滯后，小于0為超前。4
【作者單位】： 北京衛(wèi)星導(dǎo)航中心;
【分類號】：TN967.1

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本文編號：2526482