[發明專利]一種基于CUSUM算法的組合抗多徑鑒相器的設計方法

有效

• 申請號: 201810156977.0
• 申請日: 2018-02-24
• 公開（公告）號: CN109143276B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 朱魁華;王超;邢超;張沛堯;劉強;董勝飛
• 申請（專利權）人: 上海華測導航技術股份有限公司;南京天辰禮達電子科技有限公司
• 主分類號: G01S19/22
• 分類號: G01S19/22
• 代理公司: 上海譽知恒專利代理事務所(普通合伙) 31452
• 代理人: 李楊

本發明提供了一種基于CUSUM算法的組合抗多徑鑒相器的設計方法，包括以下步驟：步驟(1)：利用CUSUM控制圖算法的變點理論進行良好環境和多徑環境的識別與監測；步驟(2)：利用strobe抗多徑鑒相器和常規鑒相器的綜合使用，來減小strobe鑒相環路在常規環境中錯鎖的可能性，本發明利用了CUSUM算法對于微小異常變化的敏感性以及常規鑒相器與strobe鑒相器部分優缺點互補的特性，設計了一種實用性更高的組合鑒相器，能夠在不中斷跟蹤環路的情況下，有效地抑制strobe鑒相環路在抗多徑的同時又帶來的可能的相位錯鎖情況的發生。

技術領域

本發明涉及GNSS接收機或通信設備接收機的基帶信號處理領域，具體涉及到一種基于CUSUM算法的組合抗多徑鑒相器的設計方法。

背景技術

多徑信號是影響GNSS接收機定位精度的主要影響因素之一。綜合考慮抗多徑算法實現復雜度以及抗多徑效果，類似于strobe鑒相器一類的多相關器鑒相器是目前GNSS接收機較為常用的抗多徑手段之一，strobe鑒相器公式如下表示：

其中，dc為鑒相結果，I_E1、Q_E1為超前支路1的IQ相關值，I_E2、Q_E2為超前支路2的IQ相關值，I_L1、Q_L1為滯后支路1的IQ相關值，I_L2、Q_L2為滯后支路2的IQ相關值，I_P、Q_P為即時支路的IQ相關值。

但是在實際的使用當中，由于strobe鑒相器本身有效鑒相范圍較窄，且范圍外的鑒相輸出為0，這導致當信號載噪比較小，鑒相噪聲較大時，strobe鑒相環路可能鎖定在錯誤的碼相位上，結果惡化了定位精度。緩解上述strobe鑒相器使用的不利情況會進一步增強該鑒相器的實用性。

發明內容

針對現有技術存在上述的不足，本發明提供了一種基于CUSUM算法的組合抗多徑鑒相器的設計方法，本發明利用了CUSUM算法對于微小異常變化的敏感性以及常規鑒相器與strobe鑒相器部分優缺點互補的特性，設計了一種實用性更高的組合鑒相器，能夠在不中斷跟蹤環路的情況下，有效地抑制strobe鑒相環路在抗多徑的同時又帶來的可能的相位錯鎖情況的發生。

本發明的技術方案為，一種基于CUSUM算法的組合抗多徑鑒相器的設計方法，包括以下步驟：

步驟(1)：利用CUSUM控制圖算法的變點理論進行良好環境和多徑環境的識別與監測；

步驟(2)：利用strobe抗多徑鑒相器和常規鑒相器的綜合使用，來減小strobe鑒相環路在常規環境中錯鎖的可能性。

上述的設計方法，其中，所述步驟(1)中包括：以相關值的載噪比CN0以及常規鑒相器和strobe鑒相器的差值為統計量，利用CUSUM算法實時監測這兩類統計量指標的變化情況，綜合兩類指標的變化情況識別當前環境是否處于良好環境。

上述的設計方法，其中，利用多徑環境識別模塊給出的環境判別結果，并依據兩類鑒相器的鑒相差值與閾值的比較情況，進行鑒相器的切換，使得在良好環境中使用常規鑒相器，而在多徑惡劣的環境中使用strobe抗多徑鑒相器，減少因strobe鑒相器有效鑒相范圍較窄而導致的環路錯鎖的情況發生。

上述的設計方法，其中，所述的多徑環境識別模塊，使用了累積和(CUSUM)算法，對信號的信噪比和兩類鑒相器輸出差值的統計分布的變化情況進行監測。

上述的設計方法，其中包括：假設x(n)為n時刻接收機估計接收信號的載噪比，該變量近似服從高斯分布，n_v為良好環境變成多徑環境的臨界時刻，H₀為認為當前環境為良好環境的假設，H₁為認為當前環境為多徑環境的假設，即：