多徑是影響載波相位差分定位性能的主要誤差源。針對(duì)傳統(tǒng)恒星日濾波（sidereal filter,SF）無(wú)法同時(shí)抑制系統(tǒng)部分和隨機(jī)部分多徑誤差影響的問(wèn)題,提出一種擴(kuò)展卡爾曼濾波（extended Kalman filter,EKF）和SF組合的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BeiDou navigation satellite system,BDS）短基線多徑誤差抑制方法（EKF/SF）。首先使用基于單差觀測(cè)量的SF削弱多徑系統(tǒng)誤差帶來(lái)的影響,再結(jié)合EKF的優(yōu)勢(shì),對(duì)殘余多徑誤差所包含的隨機(jī)誤差影響進(jìn)行抑制,從而達(dá)到最大化抑制多徑誤差的目的。BDS短基線單頻載波相位差分定位實(shí)驗(yàn)表明,相對(duì)于單純的SF和EKF,采用EKF/SF方法的模糊度固定率分別提高了10%和43%,定位精度可分別提高84%和90%。 

【文章來(lái)源】：系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2017,39(06)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

圖１ＧＥＯ衛(wèi)星高度角Ｆｉｇ．１ＥｌｅｖａｔｉｏｎａｎｇｌｅｓｆｏｒＧＥＯｓａｔｅｌｌｉｔｅｓ

多徑的系統(tǒng)誤差將校正于連續(xù)的定位周期，達(dá)到提高定位精度的目的。圖３、圖４分別是ＢＤＳ的１號(hào)衛(wèi)星和７號(hào)衛(wèi)星去噪前和去噪后的單差載波相位殘差量示意圖，綠色曲線是原始的載波相位單差殘差觀測(cè)量，紅色的曲線是使用小波分析提取的載波相位單差多徑的系統(tǒng)誤差。由圖３、圖４可知，ＧＥＯ衛(wèi)星的觀測(cè)時(shí)刻最長(zhǎng)，ＩＧＳＯ衛(wèi)星次之。采用小波分析的方法，能有效地將單差殘差中的多徑的系統(tǒng)誤差部分提取出來(lái)，如紅色曲線所示，且圖３、圖４中兩個(gè)分圖曲線的變化趨勢(shì)非常相似。圖３ＰＲＮ１號(hào)衛(wèi)星單差殘差量對(duì)比Ｆｉｇ．３Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｂｅｔｗｅｅｎｏｒｉｇｉｎａｎｄｄｅｎｏｉｓｅｓｉｎｇｌｅ－ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｒｅｓｉｄｕａｌｓｆｏｒＰＲＮ１圖４ＰＲＮ７號(hào)衛(wèi)星單差殘差量對(duì)比Ｆｉｇ．４Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｂｅｔｗｅｅｎｏｒｉｇｉｎａｎｄｄｅｎｏｉｓｅｓｉｎｇｌｅ－ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｒｅｓｉｄｕａｌｓｆｏｒＰＲＮ７圖５為ＢＤＳ的ＭＥＯ類的１４號(hào)衛(wèi)星去噪前和去噪后的載波相位單差殘差示意圖，綠色曲線是原始載波相位單差殘差量，紅色的曲線是使用小波分析提取的載波相位單差多徑的系統(tǒng)誤差。選擇第１７１天和第１７８天進(jìn)行比較，是因?yàn)椋拢模拥模停牛闲l(wèi)星的軌道重復(fù)周期是在７個(gè)恒星日左右。如圖５所示，盡管ＭＥＯ的觀測(cè)時(shí)刻不如ＧＥＯ／ＩＧＳＯ衛(wèi)星的長(zhǎng)，但是前后周期的單差多徑系統(tǒng)誤差相似性非常顯著，這也說(shuō)明了系統(tǒng)誤差具有很強(qiáng)的重復(fù)性特征。此外，由于采用了全局閾值的方法，數(shù)據(jù)前期的變化趨勢(shì)也很好地保留下來(lái)，并且提取出來(lái)的系統(tǒng)誤差與單差殘差量的變化趨勢(shì)一致。圖５Ｐ

的載波相位單差殘差觀測(cè)量，紅色的曲線是使用小波分析提取的載波相位單差多徑的系統(tǒng)誤差。由圖３、圖４可知，ＧＥＯ衛(wèi)星的觀測(cè)時(shí)刻最長(zhǎng)，ＩＧＳＯ衛(wèi)星次之。采用小波分析的方法，能有效地將單差殘差中的多徑的系統(tǒng)誤差部分提取出來(lái)，如紅色曲線所示，且圖３、圖４中兩個(gè)分圖曲線的變化趨勢(shì)非常相似。圖３ＰＲＮ１號(hào)衛(wèi)星單差殘差量對(duì)比Ｆｉｇ．３Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｂｅｔｗｅｅｎｏｒｉｇｉｎａｎｄｄｅｎｏｉｓｅｓｉｎｇｌｅ－ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｒｅｓｉｄｕａｌｓｆｏｒＰＲＮ１圖４ＰＲＮ７號(hào)衛(wèi)星單差殘差量對(duì)比Ｆｉｇ．４Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｂｅｔｗｅｅｎｏｒｉｇｉｎａｎｄｄｅｎｏｉｓｅｓｉｎｇｌｅ－ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｒｅｓｉｄｕａｌｓｆｏｒＰＲＮ７圖５為ＢＤＳ的ＭＥＯ類的１４號(hào)衛(wèi)星去噪前和去噪后的載波相位單差殘差示意圖，綠色曲線是原始載波相位單差殘差量，紅色的曲線是使用小波分析提取的載波相位單差多徑的系統(tǒng)誤差。選擇第１７１天和第１７８天進(jìn)行比較，是因?yàn)椋拢模拥模停牛闲l(wèi)星的軌道重復(fù)周期是在７個(gè)恒星日左右。如圖５所示，盡管ＭＥＯ的觀測(cè)時(shí)刻不如ＧＥＯ／ＩＧＳＯ衛(wèi)星的長(zhǎng)，但是前后周期的單差多徑系統(tǒng)誤差相似性非常顯著，這也說(shuō)明了系統(tǒng)誤差具有很強(qiáng)的重復(fù)性特征。此外，由于采用了全局閾值的方法，數(shù)據(jù)前期的變化趨勢(shì)也很好地保留下來(lái)，并且提取出來(lái)的系統(tǒng)誤差與單差殘差量的變化趨勢(shì)一致。圖５ＰＲＮ１４號(hào)衛(wèi)星單差殘差量對(duì)比Ｆｉｇ．５Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｂｅｔｗｅｅｎｏｒｉｇｉｎａｎｄｄｅｎｏｉｓｅｓｉｎｇｌｅ－ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｒｅｓｉｄｕａｌｓｆｏｒＰＲＮ１４圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于自適應(yīng)EKF的BDS/GPS精密單點(diǎn)定位方法[J]. 趙琳,張勝宗,李亮,王雪.  系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2016(09)
[2]Novel adaptive Hatch filter to mitigate the effects of ionosphere and multipath on LAAS[J]. Lin Zhao, Liang Li, Ming Sun, and Xiaoxu Wang College of Automation, Harbin Engineering University, Harbin 150001, P. R. China.  Journal of Systems Engineering and Electronics. 2010(06)
[3]靜止衛(wèi)星標(biāo)稱投影解析方法及其在FY2-C中的應(yīng)用[J]. 錢輝,師春香,施進(jìn)明.  遙感學(xué)報(bào). 2009(02)
[4]基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸獾臑V波去噪法及其在GPS多路徑效應(yīng)中的應(yīng)用[J]. 戴吾蛟,丁曉利,朱建軍,陳永奇,李志偉.  測(cè)繪學(xué)報(bào). 2006(04)



本文編號(hào)：3622489