面向復(fù)雜城市環(huán)境的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)特征統(tǒng)計(jì)分析研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-08 11:10
當(dāng)前,全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位應(yīng)用已成為日常生活中必不可少的一部分,如車載導(dǎo)航、行人定位等。傳播空間中的導(dǎo)航信號(hào)容易受到周圍環(huán)境的影響,導(dǎo)致接收信號(hào)的整體質(zhì)量下降,且不同類型場(chǎng)景下的信號(hào)質(zhì)量存在較大差異,從而降低了導(dǎo)航接收機(jī)的整體性能。因此,需要研究導(dǎo)航信號(hào)各項(xiàng)特征的具體分布,以輔助接收機(jī)算法的研發(fā)和測(cè)試。在當(dāng)前應(yīng)用中,通常采用導(dǎo)航信號(hào)模擬器來(lái)調(diào)節(jié)信號(hào)的各項(xiàng)特征參數(shù)值,從而研究信號(hào)干擾特征對(duì)定位精度的具體影響。然而,當(dāng)前模擬器中的信號(hào)特征模型大多采用通信衛(wèi)星信號(hào)的相關(guān)研究,其與真實(shí)導(dǎo)航信號(hào)的特征無(wú)法完全一致,尤其是導(dǎo)航應(yīng)用中所獨(dú)有的參數(shù),如多徑延時(shí)等。為了研究實(shí)際應(yīng)用中導(dǎo)航信號(hào)的詳細(xì)特征,需要通過(guò)大量采集各類型場(chǎng)景下的真實(shí)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行分析。因此,需要研究面向多場(chǎng)景的真實(shí)導(dǎo)航信號(hào)特征分析技術(shù),從而得到各類場(chǎng)景下導(dǎo)航信號(hào)的實(shí)際特征分布。面向多場(chǎng)景的真實(shí)導(dǎo)航信號(hào)分析技術(shù)研發(fā)主要包含兩類技術(shù)指標(biāo),即分析結(jié)果的真實(shí)性和全面性。針對(duì)真實(shí)性問(wèn)題,需要保證所提取的信號(hào)特征參數(shù)值足夠精確,且能夠代表相應(yīng)的場(chǎng)景類型。其中的難點(diǎn)在于降低非環(huán)境因素對(duì)信號(hào)參數(shù)的影響,并對(duì)大量采集的信號(hào)數(shù)據(jù)按場(chǎng)景類型進(jìn)行正確分類。針對(duì)全...
【文章來(lái)源】:上海交通大學(xué)上海市211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:159 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
真實(shí)導(dǎo)航信號(hào)樣本數(shù)據(jù)采集平臺(tái)Fig.2-1Signalsamplescollectionandcalibrationplatform
上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文面向復(fù)雜城市環(huán)境的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)特征統(tǒng)計(jì)分析研究圖2-3位置標(biāo)定結(jié)果內(nèi)符合精度測(cè)試Fig.2-3Innerconformityaccuracyoftrajectorycalibrationresult中頻信號(hào)采樣器和導(dǎo)航天線的主要參數(shù)如表2-1所示,可以看出該采集設(shè)備具有較高的采樣率,且接收天線的增益較高。其能夠記錄更多的信號(hào)細(xì)節(jié)信息,并保證采集設(shè)備對(duì)信號(hào)特征參數(shù)不會(huì)造成過(guò)大的影響,有利于參數(shù)特征的精確提齲另外,其可以同時(shí)采集GPSL1頻點(diǎn)和北斗B1頻點(diǎn)的信號(hào)數(shù)據(jù)。表2-1信號(hào)采集平臺(tái)設(shè)備參數(shù)Table2-1Configurationparametersofsignalrecordingplatform信號(hào)采樣器導(dǎo)航天線信號(hào)類型BDSB1&GPSL1極化方式右旋圓極化采樣率62MHz增益5.5dBi采集帶寬20MHz方向性水平全方向量化位寬8bit軸比<2.0dB—15—
上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文面向復(fù)雜城市環(huán)境的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)特征統(tǒng)計(jì)分析研究2.2導(dǎo)航軟件接收機(jī)功能設(shè)計(jì)與驗(yàn)證2.2.1接收機(jī)總體框架在本文的研究實(shí)驗(yàn)中,其首先利用一個(gè)衛(wèi)星中頻信號(hào)采樣器來(lái)采集真實(shí)衛(wèi)星信號(hào),并以數(shù)字中頻數(shù)據(jù)形式存儲(chǔ)。因此,所開(kāi)發(fā)的導(dǎo)航軟件接收機(jī)主要用于處理中頻衛(wèi)星信號(hào)數(shù)據(jù),其總體框架如圖2-4所示。該框架共包含控制模塊、信號(hào)處理模塊和交互界面三個(gè)主模塊,其中控制模塊用于數(shù)據(jù)預(yù)處理和算法策略制定,信號(hào)處理模塊用以實(shí)現(xiàn)捕獲、跟蹤、星歷解算和定位等功能,交互界面則用于顯示處理結(jié)果和軟件參數(shù)配置選項(xiàng)[95][96][97]。圖2-4導(dǎo)航軟件接收機(jī)整體框架Fig.2-4OverallframeworkoftheGNSSsoftwarereceiver在控制主模塊中,中頻信號(hào)數(shù)據(jù)由數(shù)字信號(hào)采樣器采集得到,星歷等輔助信息可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下載或先前歷元的數(shù)據(jù)處理計(jì)算得到,軟件參數(shù)配置由用戶界面輸入得到。數(shù)據(jù)預(yù)處理中心將判別上述信息的可用性并執(zhí)行預(yù)處理計(jì)算,從而保證控制中心能夠選擇合適信號(hào)處理算法策略。當(dāng)信號(hào)處理主模塊得到控制中心的指令后,將對(duì)相應(yīng)衛(wèi)星信號(hào)執(zhí)行捕獲或者繼續(xù)跟蹤鎖定等操作。星歷解算子模塊則通過(guò)星歷信息解碼、衛(wèi)星狀態(tài)計(jì)算、偽距測(cè)定等操作來(lái)得到定位所需的各個(gè)觀測(cè)量。最終,由測(cè)速與定位子模塊來(lái)計(jì)算終端的速度和位置信息,并將所需信息傳遞給用戶界面。圖2-4表明,導(dǎo)航信號(hào)的特征參數(shù)值將通過(guò)信號(hào)處理主模塊中的各步驟計(jì)算—16—
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)發(fā)展與中國(guó)北斗系統(tǒng)建設(shè)[J]. 曹沖. 科學(xué). 2018(03)
[2]歐盟2017年《GNSS市場(chǎng)報(bào)告》之道路應(yīng)用[J]. 郭晗. 衛(wèi)星應(yīng)用. 2017(07)
[3]《中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)》白皮書(shū)[J]. 衛(wèi)星應(yīng)用. 2016(07)
[4]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)運(yùn)行與發(fā)展[J]. 冉承其. 衛(wèi)星應(yīng)用. 2016(06)
[5]北斗系統(tǒng)應(yīng)用、機(jī)遇與挑戰(zhàn)學(xué)術(shù)年會(huì)綜述[J]. 李廣云,朱新慧. 導(dǎo)航定位學(xué)報(bào). 2013(03)
[6]“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間信號(hào)接口控制文件解讀[J]. 徐菁. 國(guó)際太空. 2013(04)
[7]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J]. 唐金元,于潞,王思臣. 全球定位系統(tǒng). 2008(02)
[8]用卡爾曼濾波進(jìn)行GPS動(dòng)態(tài)定位[J]. 蔡艷輝,程鵬飛,李夕銀. 測(cè)繪通報(bào). 2006(07)
[9]Application of adaptive filtering by selecting the parameter weight factor in precise kinematic GPS positioning[J]. REN Chao 1,2*, OU Jikun 1 and YUAN Yunbin 1 (1. Institute of Geodesy and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430077, China; 2. Guilin Institute of Technology, Guilin 541004, China). Progress in Natural Science. 2005(01)
本文編號(hào):3614961
【文章來(lái)源】:上海交通大學(xué)上海市211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:159 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
真實(shí)導(dǎo)航信號(hào)樣本數(shù)據(jù)采集平臺(tái)Fig.2-1Signalsamplescollectionandcalibrationplatform
上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文面向復(fù)雜城市環(huán)境的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)特征統(tǒng)計(jì)分析研究圖2-3位置標(biāo)定結(jié)果內(nèi)符合精度測(cè)試Fig.2-3Innerconformityaccuracyoftrajectorycalibrationresult中頻信號(hào)采樣器和導(dǎo)航天線的主要參數(shù)如表2-1所示,可以看出該采集設(shè)備具有較高的采樣率,且接收天線的增益較高。其能夠記錄更多的信號(hào)細(xì)節(jié)信息,并保證采集設(shè)備對(duì)信號(hào)特征參數(shù)不會(huì)造成過(guò)大的影響,有利于參數(shù)特征的精確提齲另外,其可以同時(shí)采集GPSL1頻點(diǎn)和北斗B1頻點(diǎn)的信號(hào)數(shù)據(jù)。表2-1信號(hào)采集平臺(tái)設(shè)備參數(shù)Table2-1Configurationparametersofsignalrecordingplatform信號(hào)采樣器導(dǎo)航天線信號(hào)類型BDSB1&GPSL1極化方式右旋圓極化采樣率62MHz增益5.5dBi采集帶寬20MHz方向性水平全方向量化位寬8bit軸比<2.0dB—15—
上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文面向復(fù)雜城市環(huán)境的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)特征統(tǒng)計(jì)分析研究2.2導(dǎo)航軟件接收機(jī)功能設(shè)計(jì)與驗(yàn)證2.2.1接收機(jī)總體框架在本文的研究實(shí)驗(yàn)中,其首先利用一個(gè)衛(wèi)星中頻信號(hào)采樣器來(lái)采集真實(shí)衛(wèi)星信號(hào),并以數(shù)字中頻數(shù)據(jù)形式存儲(chǔ)。因此,所開(kāi)發(fā)的導(dǎo)航軟件接收機(jī)主要用于處理中頻衛(wèi)星信號(hào)數(shù)據(jù),其總體框架如圖2-4所示。該框架共包含控制模塊、信號(hào)處理模塊和交互界面三個(gè)主模塊,其中控制模塊用于數(shù)據(jù)預(yù)處理和算法策略制定,信號(hào)處理模塊用以實(shí)現(xiàn)捕獲、跟蹤、星歷解算和定位等功能,交互界面則用于顯示處理結(jié)果和軟件參數(shù)配置選項(xiàng)[95][96][97]。圖2-4導(dǎo)航軟件接收機(jī)整體框架Fig.2-4OverallframeworkoftheGNSSsoftwarereceiver在控制主模塊中,中頻信號(hào)數(shù)據(jù)由數(shù)字信號(hào)采樣器采集得到,星歷等輔助信息可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下載或先前歷元的數(shù)據(jù)處理計(jì)算得到,軟件參數(shù)配置由用戶界面輸入得到。數(shù)據(jù)預(yù)處理中心將判別上述信息的可用性并執(zhí)行預(yù)處理計(jì)算,從而保證控制中心能夠選擇合適信號(hào)處理算法策略。當(dāng)信號(hào)處理主模塊得到控制中心的指令后,將對(duì)相應(yīng)衛(wèi)星信號(hào)執(zhí)行捕獲或者繼續(xù)跟蹤鎖定等操作。星歷解算子模塊則通過(guò)星歷信息解碼、衛(wèi)星狀態(tài)計(jì)算、偽距測(cè)定等操作來(lái)得到定位所需的各個(gè)觀測(cè)量。最終,由測(cè)速與定位子模塊來(lái)計(jì)算終端的速度和位置信息,并將所需信息傳遞給用戶界面。圖2-4表明,導(dǎo)航信號(hào)的特征參數(shù)值將通過(guò)信號(hào)處理主模塊中的各步驟計(jì)算—16—
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[2]歐盟2017年《GNSS市場(chǎng)報(bào)告》之道路應(yīng)用[J]. 郭晗. 衛(wèi)星應(yīng)用. 2017(07)
[3]《中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)》白皮書(shū)[J]. 衛(wèi)星應(yīng)用. 2016(07)
[4]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)運(yùn)行與發(fā)展[J]. 冉承其. 衛(wèi)星應(yīng)用. 2016(06)
[5]北斗系統(tǒng)應(yīng)用、機(jī)遇與挑戰(zhàn)學(xué)術(shù)年會(huì)綜述[J]. 李廣云,朱新慧. 導(dǎo)航定位學(xué)報(bào). 2013(03)
[6]“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間信號(hào)接口控制文件解讀[J]. 徐菁. 國(guó)際太空. 2013(04)
[7]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J]. 唐金元,于潞,王思臣. 全球定位系統(tǒng). 2008(02)
[8]用卡爾曼濾波進(jìn)行GPS動(dòng)態(tài)定位[J]. 蔡艷輝,程鵬飛,李夕銀. 測(cè)繪通報(bào). 2006(07)
[9]Application of adaptive filtering by selecting the parameter weight factor in precise kinematic GPS positioning[J]. REN Chao 1,2*, OU Jikun 1 and YUAN Yunbin 1 (1. Institute of Geodesy and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430077, China; 2. Guilin Institute of Technology, Guilin 541004, China). Progress in Natural Science. 2005(01)
本文編號(hào):3614961
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