基于多信息融合的卫星导航信号跟踪技术研究

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卫星导航技术,作为当代最重要的导航技术,在国民生活的各个领域发挥重要作用。而随着卫星导航技术在弱信号环境下的广泛运用,人们对于导航系统接收机的性能提出了越来越高的要求。相比于国外主流接收机,国内厂商的产品在信号跟踪灵敏度这一指标上具有较大差距。正是在该背景下,本文提出了一种基于多信息融合的卫星导航信号跟踪技术,有助于接收机跟踪灵敏度的提高。  本文首先介绍了GPS卫星信号结构和卫星信号跟踪原理,其中着重介绍了跟踪模块中的载波环部分并具体分析了影响载波环性能的各个因素。其次,本文介绍了GPS卫星运动的多普勒效应,并在此基础上提出一种新的导航信号跟踪技术,具体是根据已知的GPS卫星轨道和用户位置信息计算卫星相对用户的径向速度,进而预测接收载波的多普勒频移,同时由接收机载波环路得到多普勒频移的实际测量值,再采用卡尔曼滤波的方法对多普勒频移测量残余进行校正处理,将校正后的最优多普勒频移反馈给跟踪环路,从而在满足高动态的要求下能同时减小载波环路的带宽,进而降低环路中的测量噪声,提高跟踪灵敏度。最后经过基带RTL仿真、接收机FPGA验证和芯片性能测试验证了该跟踪技术的可行性。测试结果表明采用本文介绍的跟踪技术后,接收机信号跟踪灵敏度有了一定的提升,目前接收的最低信号功率可达到-156.3dBm。
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