高動(dòng)態(tài)GNSS軟件接收機(jī)載波跟蹤算法研究.pdf

1、為了解決現(xiàn)有導(dǎo)航接收機(jī)多體制接收機(jī)接收機(jī)高成本，升級(jí)困難的問題，GNSS軟件接收機(jī)的概念已日漸深入人心。而對(duì)于裝配在高動(dòng)態(tài)載體上的軟件接收機(jī)，其接收到GNSS信號(hào)載波頻率具有高多普勒頻移和高頻率一階、二階變化率的特點(diǎn)。因此，用于高動(dòng)態(tài)環(huán)境下的GNSS軟件接收機(jī)需要有相應(yīng)的高動(dòng)態(tài)載波跟蹤算法。本文以GPS軟件接收機(jī)為例，對(duì)其高動(dòng)態(tài)環(huán)境下載波跟蹤算法進(jìn)行了研究。
　　本文介紹GPS信號(hào)的構(gòu)成與GPS軟件接收機(jī)的體系結(jié)構(gòu)原理，重點(diǎn)分析了

2、傳統(tǒng)GPS信號(hào)的跟蹤方法。通過分析高動(dòng)態(tài)環(huán)境下多普勒效應(yīng)對(duì)載波頻率和碼相位影響，給出了高動(dòng)態(tài)環(huán)境下GPS軟件接收機(jī)前端輸出的中頻信號(hào)的軟件模擬方案。
　　本文結(jié)合高動(dòng)態(tài)GPS載波信號(hào)的特性，對(duì)高動(dòng)態(tài)載波信號(hào)的跟蹤算法進(jìn)行了研究。重點(diǎn)分析了鎖相鎖頻聯(lián)合跟蹤算法和基于擴(kuò)展卡爾曼濾波的載波跟蹤算法原理，并針對(duì)擴(kuò)展卡爾曼濾波算法的線性化模型不準(zhǔn)確，算法模型中系數(shù)計(jì)算復(fù)雜，參數(shù)估計(jì)累積誤差大的缺點(diǎn)，引入了Unscented卡爾曼濾波算法來進(jìn)

3、行高動(dòng)態(tài)接收機(jī)載波信號(hào)的參數(shù)估計(jì)。在對(duì)三種算法理論研究基礎(chǔ)上，給出了鎖相鎖頻聯(lián)合跟蹤算法的處理方案，構(gòu)建了擴(kuò)展卡爾曼濾波和Unscented卡爾曼濾波用于高動(dòng)態(tài)GPS軟件接收機(jī)載波信號(hào)跟蹤的算法模型。
　　本文對(duì)三種載波跟蹤算法進(jìn)行了仿真，仿真結(jié)果表明：在高動(dòng)態(tài)環(huán)境下，三種算法均可成功對(duì)GPS信號(hào)載波進(jìn)行跟蹤。從三者性能比較可以看出：在相同信噪比情況下，鎖相鎖頻聯(lián)合跟蹤算法頻率跟蹤的均方誤差最高，UKF和EKF算法次之，對(duì)相同載波