基于卡尔曼滤波器的高动态GPS载波跟踪环 被引量：21

1

作者 沈锋 贺瑞 +1 位作者 吕东泽 周宇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1041-1047,共7页

为解决传统锁相环(PLL)在高动态环境下对全球定位系统(GPS)信号的跟踪精度问题,将自适应渐消滤波和二级卡尔曼滤波相结合研究了一种新的自适应二级卡尔曼滤波算法,并且提出了一种利用新息协方差计算渐消因子的方法,通过自适应渐消因子... 为解决传统锁相环(PLL)在高动态环境下对全球定位系统(GPS)信号的跟踪精度问题,将自适应渐消滤波和二级卡尔曼滤波相结合研究了一种新的自适应二级卡尔曼滤波算法,并且提出了一种利用新息协方差计算渐消因子的方法,通过自适应渐消因子在线调节误差协方差矩阵补偿不完整信息的影响,使滤波器在系统模型不完整或者噪声统计特性不准确时仍接近最优。基于自适应二级卡尔曼滤波算法提出了一种高动态GPS载波跟踪环的设计方案。仿真结果表明,提出的方案较传统PLL的跟踪精度有显著提高,频率跟踪精度提高到9.28Hz。 展开更多

关键词 高动态GPS 二级卡尔曼滤波 渐消因子 自适应算法 载波跟踪

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高动态GPS卫星信号模拟器导航电文生成 被引量：17

2

作者 张伯川 常青 +1 位作者 张其善 寇艳红 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期284-287,共4页

为了测试全球定位系统GPS (GlobalPositioningSystem)接收机的性能 ,应用GPS信号模拟器来模拟各种条件下真实的GPS信号 .GPS卫星信号发生器由硬件、计算机和软件组成 .软件主要由卫星导航参数计算模块、目标运动轨迹计算模块、误差计算... 为了测试全球定位系统GPS (GlobalPositioningSystem)接收机的性能 ,应用GPS信号模拟器来模拟各种条件下真实的GPS信号 .GPS卫星信号发生器由硬件、计算机和软件组成 .软件主要由卫星导航参数计算模块、目标运动轨迹计算模块、误差计算模块等模块组成 .导航电文产生功能模块是高动态GPS卫星信号模拟器要解决的一项关键技术 .给出了 3个卫星星钟改正参数的物理意义和星历产生模型 ,根据这些参数并结合相应的时间参数来形成卫星导航电文 .通过程序仿真并与导航电文进行验证 。 展开更多

关键词 全球定位系统(GPS) 信号发生器 高动态

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双频GPS接收机的动态辅助L2P(Y)跟踪 被引量：5

3

作者 王先毅 孙越强 +3 位作者 杜起飞 白伟华 吴迪 王冬伟 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1938-1942,共5页

双频接收机中对L2P(Y)信号的跟踪可以使用半无码方法.但由于半无码方法本身具有平方损耗,因此实际获得的L2P(Y)信号载噪比很低,对L2P(Y)信号跟踪环路的性能提出了更高的要求.文中提出了一种利用接收机动态辅助L2P(Y)码跟踪的方法,给出... 双频接收机中对L2P(Y)信号的跟踪可以使用半无码方法.但由于半无码方法本身具有平方损耗,因此实际获得的L2P(Y)信号载噪比很低,对L2P(Y)信号跟踪环路的性能提出了更高的要求.文中提出了一种利用接收机动态辅助L2P(Y)码跟踪的方法,给出了环路的设计细节,并详细地讨论了影响环路性能的各个因素.通过计算机仿真,比较了动态辅助环路和未辅助环路的性能.仿真结果表明,使用动态辅助的L2P(Y)信号跟踪环路可以在更低的载噪比下进行有效跟踪. 展开更多

关键词 GPS 双频 半无码 Z跟踪 平方损耗 动态辅助

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高动态接收机的温启动快捕问题研究 被引量：10

4

作者 张伯川 张其善 常青 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期530-533,共4页

快速捕星和定位是研制高动态GPS(GlobalPositioningSystem)接收机所必须解决的一项关键技术 .本文主要讨论了GPS星有效历书的推算和接收机接收到的GPS信号的载波多普勒频移各组成部分对接收机的星捕获时间的影响 .

关键词 GPS高动态接收机 温启动 快速捕星

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高动态GPS模拟器信号产生模型研究 被引量：9

5

作者 张伯川 张其善 常青 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1084-1087,共4页

高动态GPS卫星信号模拟器可以根据载体的动态环境,精确产生载体收到的GPS卫星信号.在对GPS接收机接收信号进行深入分析后发现GPS信号模拟器以接收时刻为标准以一定的时间间隔计算模拟器信号码和载波速率及信号的传播延时,由于接收机与GP... 高动态GPS卫星信号模拟器可以根据载体的动态环境,精确产生载体收到的GPS卫星信号.在对GPS接收机接收信号进行深入分析后发现GPS信号模拟器以接收时刻为标准以一定的时间间隔计算模拟器信号码和载波速率及信号的传播延时,由于接收机与GPS星之间存在的径向加速度,使得对应的信号发出时刻的间隔不等于计算机进行样点计算的间隔.本文给出了在高动态条件下GPS卫星信号模拟器的信号模型,在对模型误差进行分析计算的基础上讨论了通过增加采样率来减小由于模拟高加速度信号而带来的误差的方法. 展开更多

关键词 全球定位系统 高动态信号模拟器 信号控制

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基于最大似然估计的高动态GPS载波跟踪环 被引量：18

6

作者 向洋 胡修林 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1563-1567,共5页

基于最大似然估计提出了一种全新设计的GPS载波跟踪环结构,并将该环路应用于高动态、低信噪比条件下的GPS载波频率跟踪.文中给出了环路的设计细节,并详细讨论了环路中各模块的功能及模块之间的参数传递.利用具有典型高动态参数的GPS载... 基于最大似然估计提出了一种全新设计的GPS载波跟踪环结构,并将该环路应用于高动态、低信噪比条件下的GPS载波频率跟踪.文中给出了环路的设计细节,并详细讨论了环路中各模块的功能及模块之间的参数传递.利用具有典型高动态参数的GPS载波信号对环路的跟踪性能进行了测试.测试结果表明,与普通GPS接收机的载波跟踪环相比,该环路对高动态环境下的失锁门限和门限附近的频率跟踪精度均有显著改善. 展开更多

关键词 最大似然估计 高动态GPS 载波跟踪

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高动态GPS信号模拟器信号强度问题研究 被引量：6

7

作者 常青 张伯川 +1 位作者 陈向东 张其善 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期998-1001,共4页

高动态GPS卫星信号模拟器可以根据载体的动态环境,精确产生载体收到的GPS卫星信号。GPS卫星信号模拟器有多种技术要求,其中,模拟器输出信号的强度是研制模拟器所必须解决的一项关键技术。该文通过对GPS信号解调解扩后信噪比分析,导出了... 高动态GPS卫星信号模拟器可以根据载体的动态环境,精确产生载体收到的GPS卫星信号。GPS卫星信号模拟器有多种技术要求,其中,模拟器输出信号的强度是研制模拟器所必须解决的一项关键技术。该文通过对GPS信号解调解扩后信噪比分析,导出了模拟器模拟的GPS卫星信号的强度如何客观地反映真实情况。实验结果证明了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 GPS 高动态信号模拟器 信号控制

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卫星/MIMU嵌入式导航接收机抗干扰性能分析 被引量：5

8

作者 唐康华 黄新生 胡小平 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期50-55,共6页

为了提高武器在恶劣敌对环境中的生存能力,高抗干扰的嵌入式导航技术越来越受到研究者的关注。在分析卫星/MIMU嵌入式组合导航接收机系统原理的基础上,详细分析了采用MIMU信息辅助卫星接收机跟踪环路,提高多普勒频率估算精度,达到提高... 为了提高武器在恶劣敌对环境中的生存能力,高抗干扰的嵌入式导航技术越来越受到研究者的关注。在分析卫星/MIMU嵌入式组合导航接收机系统原理的基础上,详细分析了采用MIMU信息辅助卫星接收机跟踪环路,提高多普勒频率估算精度,达到提高系统动态性能和抗干扰性能的要求。然后进一步分析了卫星/MIMU嵌入式组合导航接收机系统抗干扰能力,并以GPS接收机为例,对GPS/MIMU嵌入式导航接收机抗干扰性能进行了仿真。仿真结果表明,卫星/MIMU嵌入式组合导航接收机比一般的卫星接收机跟踪抗干扰性能至少有11dB的提高。 展开更多

关键词 卫星/MIMU 嵌入式组合导航接收机 抗干扰能力

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惯性信息辅助高动态接收机捕获问题的研究 被引量：4

9

作者 于海亮 胡小平 唐康华 《航天控制》 CSCD 北大核心 2008年第5期50-54,共5页

高动态环境为GPS接收机快速捕获信号带来了困难,通过外部的惯性信息辅助,接收机能预先估算高动态载体产生的多普勒频移,缩小频率搜索范围,减小捕获时间。本文在GPS信号捕获原理的基础上,介绍了多普勒和码偏移误差对检测概率的影响,给出... 高动态环境为GPS接收机快速捕获信号带来了困难,通过外部的惯性信息辅助,接收机能预先估算高动态载体产生的多普勒频移,缩小频率搜索范围,减小捕获时间。本文在GPS信号捕获原理的基础上,介绍了多普勒和码偏移误差对检测概率的影响,给出了惯性信息辅助接收机捕获的方法,着重分析了GPS接收机在冷启动和温启动的情况下有惯性辅助和无惯性辅助的平均捕获时间。结果表明在高动态环境下采用惯性信息辅助GPS接收机捕获的方法可以明显地减少接收机捕获的时间,提高接收机捕获的性能。 展开更多

关键词 高动态 惯性信息辅助 捕获时间 冷启动 温启动

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基于时频分布的信号相位跳变检测与估计方法 被引量：5

10

作者 李滔 汤建龙 杨绍全 《信号处理》 CSCD 北大核心 2006年第1期15-19,共5页

本文提出了利用时频分布的信号相位跳变检测方法,对由相位跳变而引起的时频分布峰值的变化规律进行了讨论。分析表明信号时频表示的幅度能够直观地反映出其相位的变化,因此通过对时频分布峰值特征的检测可以准确定位频率跳变时刻,并能... 本文提出了利用时频分布的信号相位跳变检测方法,对由相位跳变而引起的时频分布峰值的变化规律进行了讨论。分析表明信号时频表示的幅度能够直观地反映出其相位的变化,因此通过对时频分布峰值特征的检测可以准确定位频率跳变时刻,并能够定量的了解这些参数的变化,从而为信号的相位调制类型识别提供帮助。相应的仿真实验证明了这一分析结论。 展开更多

关键词 时频分布 相位跳变

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GPS卫星信号模拟器载波和码NCO研究与实现 被引量：5

11

作者 李保柱 张其善 杨东凯 《测试技术学报》 2006年第6期517-523,共7页

论述了GPS(G loba l Pos ition ing System)卫星信号模拟器载波NCO(数控振荡器)和码NCO的系统结构及作用,根据多速率信号处理理论建立DDS(直接数字频率合成器)模型,分析其信号频谱;根据泰勒级数压缩算法分析了载波NCO s ine存储表压缩效... 论述了GPS(G loba l Pos ition ing System)卫星信号模拟器载波NCO(数控振荡器)和码NCO的系统结构及作用,根据多速率信号处理理论建立DDS(直接数字频率合成器)模型,分析其信号频谱;根据泰勒级数压缩算法分析了载波NCO s ine存储表压缩效率,提出了模拟器码NCO参数更新实现方式.利用verilog在X ilinx'ISE 6.3中完成了载波NCO和码NCO的设计和仿真,并在FPGA中进行了实现.通过程序仿真与系统测试,证明本载波NCO和码NCO模块性能满足GPS卫星信号模拟器系统需求. 展开更多

关键词 GPS GPS模拟器 数探振荡器 正弦/余弦存储表

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车载卫星/惯导组合导航算法优化及精度分析 被引量：3

12

作者 吕鹏 陆明泉 冯振明 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2013年第8期155-158,共4页

研究卫星惯导系统优化设计问题,由于惯性系统输出随时间变化存在漂移问题。传统组合导航系统滤波器模型越精细、维数越高,则组合精度越高,但计算量也越大,应用复杂度和成本也越高。为了降低车载应用成本及保证导航精度,针对简化惯导误... 研究卫星惯导系统优化设计问题,由于惯性系统输出随时间变化存在漂移问题。传统组合导航系统滤波器模型越精细、维数越高,则组合精度越高,但计算量也越大,应用复杂度和成本也越高。为了降低车载应用成本及保证导航精度,针对简化惯导误差模型对组合导航系统滤波精度的影响,提出了一种组合导航系统滤波器优化算法,得出在车载条件下忽略惯导误差方程中计算量大的哥氏效应及地球自转误差项对组合导航精度影响不大,但计算量和成本可以得到减小。选取北京公主坟立交桥作为跑车路线,验证了所提算法的有效性。 展开更多

关键词 组合导航 卡尔曼滤波 模型简化 精度分析

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一种惯导辅助卫星导航三阶载波PLL算法 被引量：2

13

作者 吕鹏 陆明泉 冯振明 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2013年第12期13-16,124,共5页

载波跟踪技术影响着卫星导航接收机性能,在载体高动态运动条件下卫星导航接收机常采用三阶锁相环(PLL)进行载波跟踪,但在某些应用中,接收机与卫星之间存在高达50g/s的加加速度,此时PLL相位误差将超过允许容限,不能稳定跟踪载波相位。为... 载波跟踪技术影响着卫星导航接收机性能,在载体高动态运动条件下卫星导航接收机常采用三阶锁相环(PLL)进行载波跟踪,但在某些应用中,接收机与卫星之间存在高达50g/s的加加速度,此时PLL相位误差将超过允许容限,不能稳定跟踪载波相位。为解决上述问题,提出了一种利用惯性导航系统(INS)速度信息辅助卫星导航接收机三阶PLL跟踪环的算法。通过理论推导与仿真方法,详细分析了INS辅助前后接收机PLL环路带宽、相位稳态跟踪误差变化情况;分析了INS辅助后PLL相位颤动随环路带宽及噪载比变化情况。结果表明,新的跟踪环不仅能在高动态条件下稳定工作,同时可以大幅减小PLL噪声带宽,提高接收机抗干扰能力。 展开更多

关键词 惯导辅助 三阶锁相环 高动态 抗干扰

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一种新的高动态GPS载波跟踪算法 被引量：1

14

作者 焦尚彬 周秀萍 钱富才 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第17期63-67,共5页

提出了基于无迹粒子滤波(UPF)算法的高动态GPS载波跟踪环路,仿真分析了该方案在高斯噪声和非高斯噪声环境下对高动态GPS信号的跟踪性能,并与分别基于扩展卡尔曼滤波(EKF)、无迹卡尔曼滤波(UKF)、粒子滤波(PF)及扩展卡尔曼粒子滤波(EPF)... 提出了基于无迹粒子滤波(UPF)算法的高动态GPS载波跟踪环路,仿真分析了该方案在高斯噪声和非高斯噪声环境下对高动态GPS信号的跟踪性能,并与分别基于扩展卡尔曼滤波(EKF)、无迹卡尔曼滤波(UKF)、粒子滤波(PF)及扩展卡尔曼粒子滤波(EPF)这四种算法的载波跟踪环路进行了性能对比。仿真结果表明,基于UPF估计器的载波跟踪环路在高动态、弱信号以及非高斯噪声环境下具有优越的跟踪性能,既可以提高跟踪精度,又解决了非高斯噪声干扰问题。通过模拟实验验证了该方案的有效性。 展开更多

关键词 无迹粒子滤波 高动态GPS信号 载波跟踪 非高斯噪声

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彻底消除相位检测中的±π弧度跳变问题 被引量：2

15

作者 郑大春 项海格 《电子测量技术》 北大核心 1996年第4期1-5,共5页

利用周期函数的反函数如反正切函数检测相位时,由于存在噪声,必然在反函数主值定义域边界附近出现多次±π弧度的往复跳变,本文分析产生这种异常跳变的原因,讨论变换主值域回避跳变算法的有效性,提出值域边界循环相邻性观点,构造一... 利用周期函数的反函数如反正切函数检测相位时,由于存在噪声,必然在反函数主值定义域边界附近出现多次±π弧度的往复跳变,本文分析产生这种异常跳变的原因,讨论变换主值域回避跳变算法的有效性,提出值域边界循环相邻性观点,构造一种新的循环域消除跳变的算法,仿真证实了该算法比变换主值域算法具有更好的性能。 展开更多

关键词 相位跳变 主值域 循环域 相位检测 通信接收机

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长河增强系统发播信号的定时误差及其Kalman修正 被引量：1

16

作者 李建勋 柯熙政 胡钢 《测试技术学报》 2008年第2期145-149,共5页

长河系统发播精度的提高对于罗兰C/北斗组合导航系统的定位性能具有重要作用.文章讨论了利用北斗时为长河发播信号定时,以及对发播信号的发播时刻信息进行误差修正.通过对多个AM RA模型进行残差平方和检验,选择AR(2)模型描述发播信号的... 长河系统发播精度的提高对于罗兰C/北斗组合导航系统的定位性能具有重要作用.文章讨论了利用北斗时为长河发播信号定时,以及对发播信号的发播时刻信息进行误差修正.通过对多个AM RA模型进行残差平方和检验,选择AR(2)模型描述发播信号的随机误差,并以K a lm an滤波来补偿误差.实验表明,该方法将长河系统的发播误差减小了约26 ns,在与北斗进行联合三维定位的机载试验中有效地提高了定位性能. 展开更多

关键词 定时 误差修正 卡尔曼滤波 罗兰C/北斗组合导航系统 三维定位

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两种典型的数字调谐系统 被引量：1

17

作者 罗山鹰 周军 《兵工自动化》 2001年第4期46-50,共5页

在分析电压合成、PLL频率合成、自调谐三种数字调谐系统(DTS)工作原理的基础上,利用PLL芯片TC9418FN和新一代自调谐概念的收音机芯片TEA5757HL,分别设计了2套DTS收音机(FM only)方案。方案一采用TC9418FN+TA2104+TA8198三块芯片构成,实... 在分析电压合成、PLL频率合成、自调谐三种数字调谐系统(DTS)工作原理的基础上,利用PLL芯片TC9418FN和新一代自调谐概念的收音机芯片TEA5757HL,分别设计了2套DTS收音机(FM only)方案。方案一采用TC9418FN+TA2104+TA8198三块芯片构成,实现了预置频率和自动搜台。方案二采用TEA5757HL单芯片构成,由于它将从RF输入到音频输出的模拟收音机电路和数字调谐电路集成于单芯片中,减少了外围电路和功耗,缩短了搜台时间,提高了信噪比。并对两方案进行了讨论。 展开更多

关键词 数字调谐系统 锁相环 自动频率控制 TC948FN芯片 TEA5757HL芯片 收音机

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单比特测频接收机中DFT算法的优化 被引量：11

18

作者 张硕 梁士龙 《制导与引信》 2006年第2期51-55,60,共6页

介绍了单比特测频接收机的原理,给出了一种应用于微波反辐射导引头数字接收机中的单比特测频接收机设计方案,利用Matlab数字仿真,详细讨论了DFT算法的优化。

关键词 频率测量 离散傅里叶变换 优化

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扩频芯片Z2000中的AFC 被引量：2

19

作者 李文臣 闫强 秦世才 《半导体杂志》 1998年第1期45-49,共5页

本文阐述了Ｚ２０００接收机内的闭环自动频率控制系统的工作原理，并说明如何控制这个系统。

关键词 自动频率控制 Z2000型 接收机 AFC 扩频芯片

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低载噪比下P码接收精频测量新算法及性能分析

20

作者 朱珍珍 程翥 皇甫堪 《信号处理》 CSCD 北大核心 2009年第6期977-980,共4页

GPS信号的P码码速率是C/A码的10倍,所以捕获时搜索相同时长的码相位需要做10倍点数的相关运算,相关运算通常用频域FFT实现,而硬件平台对FFT点数的限制使捕获得到的多普勒频率估计误差很大,因此C/A码的各种精频测量方法不能适用于低载噪... GPS信号的P码码速率是C/A码的10倍,所以捕获时搜索相同时长的码相位需要做10倍点数的相关运算,相关运算通常用频域FFT实现,而硬件平台对FFT点数的限制使捕获得到的多普勒频率估计误差很大,因此C/A码的各种精频测量方法不能适用于低载噪比下的P码接收。本文针对P码的特性,在利用DFT相位差估计信号频率的基础上,提出了一种低载噪比下P码接收精频测量的新算法——差分相干法,并从理论和蒙特卡罗仿真两方面分析、比较了该算法与传统算法的性能,证明了本文算法能够兼顾接收机系统的实时性和精频测量精度的要求。 展开更多

关键词 精频测量 低载噪比 差分相干法 DFT 性能分析

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