CN104765046A - 北斗地基导航网络地面监测站接收机与伪卫星多路径抑制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种北斗地基导航网络地面监测站接收机与伪卫星多路径抑制方法，包括步骤：S1：利用多个通道分别跟踪这颗伪卫星的直达信号和多径信号；S2：接收机接收信号S3：接收机本地产生的信号S4：每个通道的指峰首先从接收机接收的信号中减去所有其它路径的信号，多径信号S5：指峰产生直达信号本发明在天线选型方面选用具有抗多径功能的定向天线；使用多个通道共同跟踪一颗伪卫星，利用多个通道分别跟踪这颗伪卫星的直达信号和多径信号，每个通道的指峰从接收信号中减去其它多路径信号，得到直达信号，用于对该指峰所对应的某一路接收信号进行跟踪，在0指峰中，所有多径信号都被从接收信号中减去，可有效降低多路径误差。

Description

北斗地基导航网络地面监测站接收机与伪卫星多路径抑制方法

技术领域

本发明涉及一种北斗地基导航网络地面监测站接收机与伪卫星多路径抑制方法。

背景技术

中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统(BDS)和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度10米，测速精度0.2米/秒，授时精度10纳秒。

北斗地基导航网络地面监测站(简称监测站)的主要目的是完成北斗地基导航网络伪卫星状态监测，利用伪卫星进行独立定位或利用伪卫星和北斗卫星进行协同定位。伪卫星是处于地面的信号发射源，整个链路上不存在电离层误差；而监测接收机与伪卫星的距离比较接近，对流层误差几乎可以忽略不计；监测接收机与每颗伪卫星使用相同的时钟源，则在钟差上处于同一数量级，二者相互对消，则钟差也变得很小。那么，整个链路上的最大误差源便是多路径产生的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可有效减小多路径对测量结果的影响的北斗地基导航网络地面监测站接收机与伪卫星多路径抑制方法，在天线选型方面选用具有抗多径功能的定向天线；使用多个通道共同跟踪一颗伪卫星，利用多个通道分别跟踪这颗伪卫星的直达信号和多径信号。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：北斗地基导航网络地面监测站接收机与伪卫星多路径抑制方法，包括以下步骤：

S1：使用多个通道共同跟踪一颗伪卫星，利用多个通道分别跟踪这颗伪卫星的直达信号和多径信号；

S2：接收机接收的信号是直达信号和多径信号构成的合成信号，不考虑噪声影响，其表达式为：其中，i表示第i径信号，i＝0表示直达信号；使用两个通道共同跟踪一颗伪卫星，即N取1；

S3：在对接收机接收的信号进行跟踪时，接收机本地产生的信号表达式为： $s\left(t\right)=\underset{i=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\hat{A}}_{i}c(t-{\widehat{\mathrm{\τ}}}_i)\cos (\mathrm{\ωt}+{\widehat{\mathrm{\θ}}}_i);$

S4：每个通道的指峰首先从接收机接收的信号中减去所有其它路径的信号，多径信号叠加公式为： ${\stackrel{\‾}{s}}_i\left(t\right)=\underset{\underset{j\≠i}{0\≤j\≤N}}{\mathrm{\Σ}}{\hat{A}}_{j}c(t-{\widehat{\mathrm{\τ}}}_j)\cos (\mathrm{\ωt}+{\widehat{\mathrm{\θ}}}_j);$

S5：指峰产生直达信号，直达信号表达式为：用于对该指峰所对应的某一路接收信号进行跟踪。

北斗地基导航网络地面监测站接收机与伪卫星多路径抑制方法，还包括一个使用定向天线接收信号，在天线端对多径进行抑制的步骤。

本发明的有益效果是：在天线选型方面选用具有抗多径功能的定向天线；使用多个通道共同跟踪一颗伪卫星，利用多个通道分别跟踪这颗伪卫星的直达信号和多径信号，每个通道的指峰从接收信号中减去其它多路径信号，得到直达信号，用于对该指峰所对应的某一路接收信号进行跟踪，在0指峰中，所有多径信号都被从接收信号中减去，可有效降低多路径误差。

附图说明

图1为单颗伪卫星跟踪模型图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

北斗地基导航网络地面监测站接收机与伪卫星多路径抑制方法，包括以下步骤：

S1：为了解决多径问题，需要在捕获、跟踪环节对信号进行一定的处理，使用多个通道共同跟踪一颗伪卫星，利用多个通道分别跟踪这颗伪卫星的直达信号和多径信号；

S2：接收机接收的信号是直达信号和多径信号构成的合成信号，不考虑噪声影响，其表达式为：其中，i表示第i径信号，i＝0表示直达信号；使用两个通道共同跟踪一颗伪卫星，即N取1；

S3：在对接收机接收的信号进行跟踪时，接收机本地产生的信号表达式为： $s\left(t\right)=\underset{i=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\hat{A}}_{i}c(t-{\widehat{\mathrm{\τ}}}_i)\cos (\mathrm{\ωt}+{\widehat{\mathrm{\θ}}}_i);$

S4：每个通道的指峰首先从接收机接收的信号中减去所有其它路径的信号，多径信号叠加公式为： ${\stackrel{\‾}{s}}_i\left(t\right)=\underset{\underset{j\≠i}{0\≤j\≤N}}{\mathrm{\Σ}}{\hat{A}}_{j}c(t-{\widehat{\mathrm{\τ}}}_j)\cos (\mathrm{\ωt}+{\widehat{\mathrm{\θ}}}_j);$

S5：该指峰产生直达信号，直达信号表达式为：用于对该指峰所对应的某一路接收信号进行跟踪。

在0指峰中，所有的多径信号都已从接收信号中减去，所以DLL₀和PLL₀中的多径误差相应减少。具体模型如图1所示。

为了尽可能的减小多路径对测量结果的影响，在伪卫星数字信号处理过程中采取了多种措施来抑制多路径效应。其主要措施主要体现在相位鉴别器等跟踪环路的改进。其次，使用定向天线接收信号，在天线端对多径进行一定抑制；为了尽可能的降低多径对测量结果的影响，在天线选型方面考虑选用具有抗多径功能的定向天线，每套设备配多个定向天线与一个水平全向、垂直半球的普通天线。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (2)

1.北斗地基导航网络地面监测站接收机与伪卫星多路径抑制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：使用多个通道共同跟踪一颗伪卫星，利用多个通道分别跟踪这颗伪卫星的直达信号和多径信号；

S2：接收机接收的信号是直达信号和多径信号构成的合成信号，不考虑噪声影响，其表达式为：其中，i表示第i径信号，i＝0表示直达信号；使用两个通道共同跟踪一颗伪卫星，即N取1；

S3：在对接收机接收的信号进行跟踪时，接收机本地产生的信号表达式为： $s\left(t\right)=\underset{i=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\hat{A}}_{i}c(t-{\widehat{\mathrm{\τ}}}_i)\cos (\mathrm{\ωt}+{\widehat{\mathrm{\θ}}}_i);$

S4：每个通道的指峰首先从接收机接收的信号中减去所有其它路径的信号，多径信号叠加公式为： ${\stackrel{\‾}{s}}_i\left(t\right)=\underset{j\≠i}{\underset{0\≤j\≤N}{\mathrm{\Σ}}}{\hat{A}}_{j}c(t-{\widehat{\mathrm{\τ}}}_j)\cos (\mathrm{\ωt}+{\widehat{\mathrm{\θ}}}_j);$

S5：指峰产生直达信号，直达信号表达式为：用于对该指峰所对应的某一路接收信号进行跟踪。

2.根据权利要求1所述的北斗地基导航网络地面监测站接收机与伪卫星多路径抑制方法，其特征在于：还包括一个使用定向天线接收信号，在天线端对多径进行抑制的步骤。