弱信號下基于卡爾曼濾波導航接收機載波恢復算法研究.pdf

1、隨著衛(wèi)星導航技術的不斷發(fā)展和應用，人們對導航服務性能的需求不斷提升，特別是弱信號條件下的服務性能。由于信號強度較低，在弱信號下載波跟蹤環(huán)路容易失鎖，不能實現穩(wěn)定的跟蹤。針對該問題，本文研究了弱信號下的卡爾曼濾波載波恢復算法。論文的研究工作主要從以下四個方面展開：
　?。?）總結歸納了傳統(tǒng)的載波恢復方法，詳細介紹了載波恢復環(huán)路中影響性能的鑒相器、鑒頻器和環(huán)路濾波器。針對傳統(tǒng)的載波恢復模型在弱信號容易出現失鎖的問題，本文在傳統(tǒng)的鎖相環(huán)

2、載波恢復模型的基礎上，利用卡爾曼濾波器替代了其中的環(huán)路濾波器，建立了卡爾曼濾波載波恢復模型。
　?。?）相位卡爾曼濾波的原始輸入為鑒相器的輸入，鑒別結果的好壞及卡爾曼濾波積分時間直接決定了卡爾曼濾波的性能。目前的研究主要針對給定積分時間的跟蹤性能問題，沒有針對卡爾曼濾波積分時間優(yōu)化選擇的研究。本文建立了鑒相器的噪聲模型，結合鑒相器噪聲模型和卡爾曼濾波載波恢復模型，以穩(wěn)態(tài)卡爾曼濾波相位標準差最小為準則針對積分時間進行優(yōu)化設計。針對相

3、位卡爾曼濾波載波恢復算法在低載噪比下容易發(fā)生載波周跳的問題，本文提出了一種控制新息幅度的周跳抑制方法。
　?。?）在高動態(tài)應用中，傳統(tǒng)的鑒相器無法滿足高動態(tài)跟蹤需求，需要使用鑒頻器對頻率進行鑒別，并作為卡爾曼濾波器的原始觀測量。頻率卡爾曼濾波也需要針對積分時間進行優(yōu)化設計。本文研究了鑒頻器的噪聲模型，結合鑒頻器噪聲模型和卡爾曼濾波頻率估計模型，以穩(wěn)態(tài)卡爾曼濾波頻率標準差最小為準則針對積分時間進行優(yōu)化設計。
　?。?）結合本文