[發明專利]一種多頻觀測過程中多徑誤差的修正方法

在審

• 申請號: 201810082280.3
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108279425A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 鄢名揚
• 申請（專利權）人: 鄢名揚
• 主分類號: G01S19/22
• 分類號: G01S19/22
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 胡曉男

本發明提供一種多頻觀測過程中多徑誤差的修正方法，包括：多頻觀測過程中實時計算周跳探測值、周跳探測值差和載噪比；若周跳探測值與周跳探測值差的比值小于設定值，且載噪比小于設定門限，則載波定位沒有發生周跳，且多徑誤差不超過一周載波波長，不進行多徑誤差的修正；若周跳探測值與周跳探測值差的比值不小于設定值，且載噪比小于設定門限，則載波定位發生周跳，多徑誤差不超過一周載波波長，進行多徑誤差的修正；若周跳探測值與周跳探測值差的比值不小于設定值，且載噪比不小于設定門限，則載波定位發生周跳，且多徑誤差超過一周載波波長，進行多徑誤差的修正。本發明可以修復多徑效應對三頻載波相位觀測量造成的累計誤差。

技術領域

本發明涉及衛星導航技術領域，具體涉及一種多頻觀測過程中多徑誤差的修正方法。

背景技術

多徑效應是指衛星導航接收機除了會接收到衛星的直射信號外，還會接收到直射信號因周圍物體或地面反射的一份甚至多份反射信號的現象。直射信號和反射信號之間存在相對相位、相對延遲和幅度特性差異，疊加后會產生畸變，而產生畸變后的信號即是用于定位的信號，因此而產生的誤差就是多徑效應誤差。多徑效應原理如圖1所示。

多徑效應對載波定位的影響應該分為兩部分分析研究，在理論推導多徑效應對載波跟蹤環路影響的同時，也要考慮多徑效應對載波相位觀測量的影響。

對多徑效應的影響建立數學模型時，只考慮一條最主要的反射信號，多徑信號可表述為：

S_m(t)＝AC(t)sin(ω₀t)+αAC(t+δ)sin(ω₀t+θ_m)

式中，A表示信號幅度，C(·)表示偽碼序列，ω₀表示信號的發射頻率，α表示多徑信號衰弱幅值，δ表示多徑信號的延時，θ_m表示多徑信號延時形成的載波相位變化值。

針對多徑效應對載波跟蹤環路的影響問題，詳細地分析推導了理論誤差，該誤差值可以表示為：

式中，R(·)表示偽碼自相關函數，τ表示偽碼跟蹤誤差。

通常環境狀態下，直射波的信號幅度要大于反射波的信號幅度，在此條件下，由上式可得知多徑效應對載波跟蹤環路的誤差影響不超過0.25周載波波長。

定位接收機接收衛星信號，產生載波相位觀測量的本質是對積分多普勒的求解。積分多普勒dφ是多普勒頻移f_d對時間的積分，其表達式為：

式中，dφ_k表示在歷元k時刻的積分多普勒，通常情況下，歷元0時刻根據接收機跟蹤環路鎖定的時刻而確立，在這一時刻設置積分多普勒為0。f_d(t)表示接收機接收衛星信號的多普勒頻移。

在只考慮載波的情況下，接收機接收的直射信號表達式為：

S(t)＝sin(2π(f₀+f_d(t))t+θ)

接收機接收的反射信號表達式為：

式中，f₀表示衛星信號標準中心頻率，f_d(t)表示直射信號的多普勒頻移，θ表示直射信號的初始相位，表示多徑反射信號的多普勒頻移，θ^m表示多徑反射信號的初始相位。計算S(t)和S^m(t)信號的積分多普勒，表達式分別為：