一種載波平滑偽距分組平滑方法和裝置的製作方法

2023-04-29 03:54:21

專利名稱：一種載波平滑偽距分組平滑方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及全球導航衛星系統(GNSS)的定位技術，更具體地，涉及一種利用載波相位觀測量對原始偽距觀測量進行平滑的方法和裝置。
背景技術：
對於定位精度要求較高的GNSS用戶，多路徑效應、電離層傳播延時和測量噪聲是偽距測量和基於偽距定位誤差的三個主要來源。多徑誤差同接收天線的周圍環境密切相關，儘管業界開發了多種碼跟蹤環(也可稱為鎖碼環)多徑抑制技術，仍然難以徹底解決城市、山地等嚴酷環境中的偽距多徑誤差問題。商用接收機因而普遍採用了載波平滑偽距技術，利用載波觀測量，多徑和測量噪聲遠小於偽距觀測量，可以減小多徑和噪聲，滿足偽距定位的精度要求，但是輸出載波平滑偽距數據速率受制於碼跟蹤環路的帶寬。GNSS原始偽距觀測量的表達式如下P= P +d P +c (dt-dT) + Δ Sion, g+ Δ Strop, g+MP+nP(1)載波相位的表達式Φ = P +d P +c (dt-dT) + Δ Sion, ρ+ Δ Strop, ρ+Νφ+Μφ+ηφ(2)Pi = Γ +Ii+Mp i+nP iOi = Γ-Ι +Νφ+Μφ^Πφ (3)其中，A=P i+d P i+c (Clti-ClTi) + Δ Strop iIi = Δ Sion, g i Δ Strop i = Δ Strop, gJ = Δ Strop,(4)載波相位真距P、衛星軌道誤差dp、衛星鐘差dt、接收機鐘差dT和對流層延時 Δ Strap,5與偽距中的對應項相等，電離層延時ASira^fP ASi(m,p大小相等，符號相反。&表示整周模糊，載波相位多徑誤差Μφ和測量噪聲ηΦ的大小遠小於偽距觀測量Μρ，ηρ。載波平滑偽距(carrier smoothed code,簡稱CSC，也稱為載波相位平滑偽距)算法實質上是一個遞歸濾波器，逐步增大載波相位觀測值的權重而減小原始偽距觀測值的權重並保持直到復位，公式如下
_4] Pm = Wp^mPm + W^m [I1 + (ΦΜ - Φ^)](5)其中，Pm表示經載波相位平滑後的合成偽距，？111表示原始偽距觀測值，Φω表示載
波相位觀測值，Wp,m表示原始偽距觀測值的權重，Wtm表示載波相位觀測值的權重。其中Wp^m = Wp^l - Μ = Ψφ Μ_, + j(6)K是離散時間常數。初始狀態下^ =^ffpa = 1 Woa = 0(7)當m增大並超過K，權重不再變化
權利要求
1.一種載波平滑偽距分組平滑方法，應用於全球導航衛星系統，該方法包括對採樣得到的原始偽距觀測量序列和載波相位觀測量序列進行串並轉換，得到的η組子序列分別輸出到η個平滑濾波器，每1組子序列包括對應的1個原始偽距觀測量子序列和1個載波相位觀測量子序列，η^2；每一平滑濾波器對輸入的1組子序列並發執行載波平滑偽距算法，輸出1個經載波相位平滑後的合成偽距子序列；將η個合成偽距子序列進行並串轉換，輸出經載波相位平滑後的1個合成偽距序列。
2.如權利要求1所述的載波平滑偽距分組平滑方法，其特徵在於η的取值還滿足條件F/n小於設定的採樣率門限，所述採樣率門限的選取應使得原始偽距觀測量子序列的噪聲樣點間不相關，其中，F為原始偽距觀測量序列和載波相位觀測量序列的採樣頻率。
3.如權利要求2所述的載波平滑偽距分組平滑方法，其特徵在於所述採樣率門限小於或等於所述全球導航衛星系統地面接收設備中碼跟蹤環的帶寬。
4.如權利要求1或2或3所述的載波平滑偽距分組平滑方法，其特徵在於所述對應的1個原始偽距觀測量子序列和1個載波相位觀測量子序列，指這兩個子序列中的原始偽距觀測量和載波相位觀測量是在同一組採樣點上採樣得到的，從而可以使用所述對應的載波相位觀測量子序列對所述原始偽距觀測量子序列進行載波平滑偽距操作。
5.一種載波平滑偽距分組平滑裝置，應用於全球導航衛星系統，其特徵在於，包括第一串並轉換器、第二串並轉換器，η個平滑濾波器和一個並串轉換器，η > 2，其中所述第一串並轉換器對採樣得到的原始偽距觀測量序列進行串並轉換，得到η個原始偽距觀測量子序列，分別輸出到η個平滑濾波器；所述第二串並轉換器對採樣得到的載波相位觀測量序列進行串並轉換，得到η個載波相位觀測量子序列，分別輸出到η個平滑濾波器；所述η個平滑濾波器中的每一平滑濾波器對輸入的1個原始偽距觀測量子序列和1個載波相位觀測量子序列並發執行載波平滑偽距算法，輸出1個經載波相位平滑後的合成偽距子序列；所述並串轉換器對輸入的η個合成偽距子序列進行並串轉換，輸出經載波相位平滑後的1個合成偽距序列。
6.如權利要求5所述的載波平滑偽距分組平滑裝置，其特徵在於所述η的取值還滿足條件F/n小於設定的採樣率門限，所述採樣率門限的選取應使得原始偽距觀測量子序列的噪聲樣點間不相關，其中，F為原始偽距觀測量序列和載波相位觀測量序列的採樣頻率。
7.如權利要求6所述的載波平滑偽距分組平滑裝置，其特徵在於所述採樣率門限小於或等於所述全球導航衛星系統地面接收設備中碼跟蹤環的帶寬。
8.如權利要求1或2或3所述的載波平滑偽距分組平滑裝置，其特徵在於所述第一串並轉換器和第二串並轉換器輸出到同一個平滑濾波器的1個原始偽距觀測量子序列和1個載波相位觀測量子序列是對應的，即這兩個子序列中的原始偽距觀測量和載波相位觀測量是在同一組採樣點上採樣得到的，從而可以使用所述對應的載波相位觀測量子序列對所述原始偽距觀測量子序列進行載波平滑偽距操作。
全文摘要
一種載波平滑偽距分組平滑方法和裝置，用串並轉換器對採樣得到的原始偽距觀測量序列和載波相位觀測量序列進行串並轉換，得到的n組子序列分別輸出到n個平滑濾波器，每1組子序列包括對應的1個原始偽距觀測量子序列和1個載波相位觀測量子序列，n≥2；每一平滑濾波器對輸入的1組子序列並發執行載波平滑偽距算法，輸出1個經載波相位平滑後的合成偽距子序列；最後，用並串轉換器將n個合成偽距子序列進行並串轉換，輸出經載波相位平滑後的1個合成偽距序列。本發明可以解決輸出頻率受限於碼跟蹤環帶寬的問題，以任意輸出頻率提供平滑後的合成偽距。
文檔編號G01S19/37GK102565816SQ20101062054
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月31日 優先權日2010年12月31日
發明者莫鈞, 邱劍寧, 韓紹偉 申請人:和芯星通科技(北京)有限公司