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新的微弱GPS信号快速捕获算法郭利超;廉保旺;马朝霞【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2011(34)15【摘要】The fast effective C/A code acquisition algorithm for weak signal has an important position in the high-sensitivity GPS receiver, and is also a key for the practical application of the high-sensitivity GPS receiver. According to the statistical characteristic analysis of the acquired signal relative amplitude values, this paper shows the primary cause that is difficult to acquire the weak GPS signal. The main advantages and disadvantages of the current data accumulation are discussed. Based on the analyses of GPS system and the navigation data format, a weak GPS signal acquisitionalgorithm is put forward in combination with the fast coherent accumulation and satellite position prediction. Theoretical analysis and simulation results show that the algorithm is feasible and can catch the satellite signal when SNR is equal to -43 dB. Field testing data indicates that the new algorithm can remarkably improve the ability to acquire more satellite signals.%弱信号环境下快速有效的C/A码捕获算法,在高灵敏度GPS接收机中占据着重要地位,同时也是高灵敏度GPS接收机实用化的关键.通过对捕获信号相关幅值的统计特性分析,从理论上揭示了微弱GPS信号难于捕获的根本原因,并论述了当前主要的数据累积方法的利弊.通过对GPS系统和导航电文格式的分析,将快速相干累积与卫星位置预测相结合提出了新的GPS微弱信号捕获算法.理论分析和仿真结果表明了本算法的可行性,在信噪比SNR为-43 dB时可以稳定地捕获GPS信号.使用实际数据测试表明,该算法能明显增加捕获到的卫星数量.【总页数】5页(P74-78)【作者】郭利超;廉保旺;马朝霞【作者单位】西北工业大学电子信息学院,陕西西安710129;太原卫星发射中心,山西太原036300;西北工业大学电子信息学院,陕西西安710129;太原卫星发射中心,山西太原036300【正文语种】中文【中图分类】TN911-34【相关文献】1.一种新的微弱GPS信号捕获算法研究 [J], 唐卫涛;唐斌;刘舒莳;董绪荣2.基于DBZP方法的微弱GPS信号快速捕获 [J], 焦瑞祥;茅旭初3.实现微弱GPS信号快速捕获的改进算法 [J], 王丽;刘原华;牛新亮4.微弱GPS信号差分快速捕获算法 [J], 史彦芳;刘静;马娟5.一种用于微弱GPS信号处理的快速捕获方法 [J], 林庆恩;茅旭初因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
一种改进的高动态GPS载波组合跟踪环路算法冯晓明;廉保旺;何伟【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2012(035)005【摘要】在高动态的接收环境下,GPS接收机接收信号载频上会产生很大的多普勒频移及其变化率,传统的GPS载波跟踪环无法保证可靠的跟踪.在综合分析了常规跟踪方案的利弊后,提出一种新的基于四相鉴频(FQFD)牵引的二阶叉积自动频率控制环(CPAFC)辅助三阶锁相环(PLL)高动态跟踪环路算法.通过美国喷气推进实验室(JPL)高动态载体模型测试表明,该算法在高动态环境下不仅能快速牵入和锁定载波信号,而且在高达100 g/s的加加速度作用过程中能持续、精确跟踪,实现导航电文的正常解调.%For high dynamic environment, the received signal carrier frequency can produce a large Doppler shift and rate of change, so traditional GPS carrier tracking loop can not guarantee reliable tracking. A new tracking loop algorithm is introduced, which is second-order cross-product automatic frequency control loop (CPAFC) auxiliary third-order phase-locked loop (PLL) with the traction of four-quadrant frequency discriminator (FQFD). The jet propulsion laboratory (JPL) high dynamic vector model tests show that the algorithm not only can quickly locked but also accurate tracking the carrier signal to achieve the navigation data demodulation in high dynamic environment whose jerk is up to 100 g/s.【总页数】4页(P39-42)【作者】冯晓明;廉保旺;何伟【作者单位】西北工业大学电子信息学院,陕西西安710072;西北工业大学电子信息学院,陕西西安710072;西北工业大学电子信息学院,陕西西安710072【正文语种】中文【中图分类】TN967.1-34【相关文献】1.高动态GPS载波跟踪算法和环路控制策略研究 [J], 胡辉;孙函子;纪兆云2.一种模糊智能高动态GPS载波跟踪环路设计 [J], 纪新春;王新龙3.一种新的高动态GPS载波跟踪算法 [J], 焦尚彬;周秀萍;钱富才4.应用PID思想的高动态GPS载波跟踪环路设计 [J], 高帅和;赵琳;丁继成5.一种改进的高动态GPS载波跟踪算法研究 [J], 刘青;吴仁彪;卢丹因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于ZF频率误差修正的GNSS信号捕获算法王嘉宁;廉保旺;张苗苗【摘要】在分析微弱信号条件下残余多普勒对全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)信号捕获影响的基础上,提出了基于迫零(zero forcing,ZF)频率误差修正的GNSS信号捕获算法,该算法将ZF的频率修正与快速改进的双块零扩展(fast modified double block zero padding,FMDBZP)算法有机结合,从而获得高精度的频率估计结果,并将修正项实时引入本地环路振荡器,减少了由多普勒频率误差引起的相关功率损失,理论分析和仿真实验表明,在给定仿真条件下,该算法能明显提高捕获性能,捕获灵敏度相对于FMDBZP算法有1.2 dB的性能提升,残余多普勒频率估计的标准差小于2 Hz.【期刊名称】《系统工程与电子技术》【年(卷),期】2019(041)004【总页数】7页(P701-707)【关键词】全球导航卫星系统;多普勒频率估计;频率误差修正【作者】王嘉宁;廉保旺;张苗苗【作者单位】西北工业大学电子信息学院,陕西西安710072;西北工业大学电子信息学院,陕西西安710072;西安现代控制技术研究所,陕西西安710065【正文语种】中文【中图分类】TN967.10 引言随着位置服务(location based service, LBS)应用不断渗透进日常生活中,全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)已经与日常生活日益紧密地联系在一起[1],而GNSS市场的蓬勃发展,使得GNSS接收单元已经成为了移动以及车载设备的必要装备[2]。
因此，城市峡谷及室内场景下的微弱GNSS信号捕获技术成为目前研究的热点[3]。
对微弱信号的捕获而言,增长积分时间是提高捕获灵敏度的有效方式[4-5],但是这会导致搜索的频率分隔数量增多,使捕获时间增长[6-7]。
北斗一号卫星导航系统定位算法及精度分析北斗一号卫星导航系统定位算法及精度分析3赵树强,许爱华,张荣之,郭小红(西安卫星测控中心,陕西西安710043)摘要:针对我国建立的北斗一号导航定位系统,介绍了该系统的定位原理,给出了基于北斗双星和三星定位算法的模型,进行了实测数据的解算,分析了星历误差、信号传播误差和接收机钟差等误差对定位精度的影响,计算结果表明该算法简单、实用,可满足中高精度的导航定位用户需求,对二代导航系统定位数据处理和精度分析具有参考价值。
统系统,是我国自行研制、(RDSS ,Radio Determination Satellite Service) ,能为用户提供快速定位、简单数字报文通信及高精度授时服务的全天候、区域性的卫星导航定位系统。
在2000年10月31日和12月21日发射了两颗“北斗导航试验卫星”,具备了双星定位的功能。
关键词:北斗一号卫星;定位算法;定位误差;精度分析北斗一号卫星导航定位系统又称为双星定位建立的一种区域性定位系中图分类号: P207文献标识码:A文章编号:1008 -9268 (2008) 01 -0020 -051.引言是待测站。
但是,地球表面不是一个规则椭球面,即用户一般不在参考椭球面上,要唯一确定待测站“北斗一号”卫星导航定位系统是有源的,需要和“北斗”定位总站即中心站建立联系才能定位,因此存在着系统用户数量易饱和以及定位速度慢等方面的缺点。
2003年5月25日我国将第三颗“北斗一号”备份卫星送入太空,这使得我国“北斗一号”系统具备了无源定位的功能。
针对北斗双星有源定位和三星无源定位的算法与定位精度进行研究。
2.北斗一号卫星导航系统定位原理3.1双星定位原理以两颗卫星为球心,以卫星到待测站的距离为半径分别作两个球。
因为两颗卫星在轨道上的弧度距离为60°,即两颗卫星的直线距离约为42000km之间,这一直线距离小于卫星到观测站的两个距离之和(约为72000km) ,所以两个大球必定相交。
基于滑动窗迭代最大后验估计的多源组合导航因子图融合算法徐昊玮;廉保旺;刘尚波【摘要】在应用因子图算法完成多源组合导航数据融合的过程中,子系统观测噪声的时变特性将对导航状态估计的准确性产生极大影响.为解决这一问题,提出一种基于高斯模型下的子系统观测量均值向量和协方差矩阵的估计算法.该算法利用因子图最优化过程中每个迭代周期下的观测量残差,实时地更新各个子系统观测量的均值向量和协方差矩阵的最大后验估计值,从而得到更加准确的导航状态估计值,在提出新算法的同时也验证了新算法对最优化过程收敛性的影响.仿真测试与实验测试结果表明,与已有的标准因子图算法、基于最大似然估计的因子图算法和基于最大后验估计的因子图算法相比,所提出的基于迭代最大后验估计的因子图算法能够有效提高子系统观测状态变化时的多源组合导航估计精度.【期刊名称】《兵工学报》【年(卷),期】2019(040)004【总页数】13页(P807-819)【关键词】多源组合导航;信息融合;因子图;惯性导航系统;全球卫星导航系统;超宽带导航系统【作者】徐昊玮;廉保旺;刘尚波【作者单位】西北工业大学电子信息学院,陕西西安710072;西北工业大学电子信息学院,陕西西安710072;西北工业大学电子信息学院,陕西西安710072;中国科学院西安光学精密机械研究所,陕西西安710119【正文语种】中文【中图分类】V249.32+80 引言通过内部子导航系统间共享信息和性能互补，配备不同类型导航源的多源组合导航系统，能够在复杂环境中为各种平台提供连续且准确的导航解决方案。
信息融合是多源组合导航系统中的最基本问题，近年来已有许多研究集中于各种导航源的相互融合，如全球卫星导航系统(GNSS)、惯性导航系统(INS)、激光测距(LiDAR)系统、磁力计、计算机视觉或超宽带(UWB)定位系统等[1-3]。
在许多基于INS的多源组合导航系统中[4-6]，集中式卡尔曼滤波算法经常被用来处理所有观测量，并提供全局最优估计。
北斗的算法原理北斗卫星导航系统是中国自主开发的一种卫星导航系统，其算法原理是基于卫星定位和测量技术。
它包括卫星轨道设计、时钟校准、信号发射、信号接收等多个方面的技术。
下面我将详细解释北斗的算法原理。
首先，北斗系统的定位算法是基于卫星测量的三角定位原理。
北斗卫星通过传输精确的时间信号和导航信息，接收器通过接收和处理这些信号，计算出自己的位置。
北斗系统中至少需要接收到四颗卫星的信号才能进行定位计算。
其次，北斗系统采用了一种双频测量技术，即同时接收L1和L2两个频段的信号。
L1频段的信号主要用于测量信号传播时间，而L2频段的信号则用于补偿大气延迟误差等。
北斗系统中的接收器通过测量卫星信号的到达时间和接收器本地时间之间的差值，得到由距离引起的伪距观测值。
然后，接收器通过相位差分技术将伪距观测值转换为载波相位观测值，从而提高定位精度。
此外，北斗系统还通过载波相位平滑技术来消除噪声和多径干扰，进一步提高定位精度。
北斗系统中的接收器还会对卫星信号进行多路径效应的检测与修正。
多路径效应是指信号在传播过程中遇到障碍物反射产生的误差。
接收器通过监测单位时间内信号强度的变化，可以判断是否存在多路径效应，并将其对定位结果的影响进行修正。
在北斗系统中，接收器首先会与卫星之间进行时间同步。
北斗卫星会发送时间校准信息，并附带有卫星自身的位置和轨道参数等信息。
接收器通过接收这些信息，并与本地时间进行比对，来校正自身时间。
北斗系统还采用差分定位技术，以提高定位精度。
差分定位技术利用参考接收器与移动接收器之间的距离差异，来对移动接收器的定位误差进行修正。
参考接收器通过与数个已知位置的基准站进行通信，将基准站测量得到的卫星信号的观测值和已知位置信息传输给移动接收器，移动接收器通过接收到的观测值和已知位置信息进行差分计算，从而获得更高精度的定位结果。
此外，北斗系统还采用了时钟校准技术和星间差分技术。
时钟校准技术通过接收卫星传输的时间校准信号，对接收器的本地时钟进行校准。
3赵树强,许爱华,张荣之,郭小红(西安卫星测控中心,陕西西安710043)摘要:针对我国建立的北斗一号导航定位系统,介绍了该系统的定位原理,给出了基于北斗双星和三星定位算法的模型,进行了实测数据的解算,分析了星历误差、信号传播误差和接收机钟差等误差对定位精度的影响,计算结果表明该算法简单、实用,可满足中高精度的导航定位用户需求,对二代导航系统定位数据处理和精度分析具有参考价值。
统系统,是我国自行研制、(RDSS ,Radio Determination Satellite Service) ,能为用户提供快速定位、简单数字报文通信及高精度授时服务的全天候、区域性的卫星导航定位系统。
在2000年10月31日和12月21日发射了两颗“北斗导航试验卫星”,具备了双星定位的功能。
关键词:北斗一号卫星;定位算法;定位误差;精度分析建立的一种区域性定位系中图分类号: P207 文献标识码:A 文章编号:1008 -9268 (2008) 01 -0020 -051 引言是待测站。
但是,地球表面不是一个规则椭球面,即用户一般不在参考椭球面上,要唯一确定待测站“北斗一号”卫星导航定位系统是有源的,需要和“北斗”定位总站即中心站建立联系才能定位,因此存在着系统用户数量易饱和以及定位速度慢等方面的缺点。
2003年5月25日我国将第三颗“北斗一号”备份卫星送入太空,这使得我国“北斗一号”系统具备了无源定位的功能。
针对北斗双星有源定位和三星无源定位的算法与定位精度进行研究。
2 北斗一号卫星导航系统定位原理2. 1 双星定位原理以两颗卫星为球心,以卫星到待测站的距离为半径分别作两个球。
因为两颗卫星在轨道上的弧度距离为60°,即两颗卫星的直线距离约为42000km之间,这一直线距离小于卫星到观测站的两个距离之和(约为72000km) ,所以两个大球必定相交。
它们的相交线为一大圆,称之为交线圆。
由于同步卫星轨道面与赤道面重合,因此,通过远离赤道的地面点的交线圆必定垂直穿过赤道面,在地球南北两半球各有一个交点,其中一个就收稿日期:2007210205·20 ·三维坐标,还必须事先给定待测站地面点的大地高,才能唯一地确定待测站,如图1所示。
