[發明專利]一種用于中頻接收機的載波相位平滑偽距計算方法與系統

在審

• 申請號: 201811553909.4
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109490918A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 劉李娟;周應強;劉昌建;谷宇舒;謝淑香;劉征岳;耿倩;賀福鵬
• 申請（專利權）人: 北京無線電計量測試研究所
• 主分類號: G01S19/29
• 分類號: G01S19/29
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 付生輝;金躍

本申請提供了一種用于中頻接收機的載波相位平滑偽距計算方法與系統，其中，該方法的步驟包括：根據中頻接收機k時刻與k?1時刻中頻載波相位的累加值，計算中頻載波相位差分量；利用根據中頻載波相位差分量、中頻載波波長、k時刻和k?1時刻的偽距構建的平滑器，計算平滑偽距。本申請所述技術方案將偽距測量精度從1～3m級提高到gps L1偽距測量精度0.3m，BD2 B1偽距測量精度0.3m，BD2 B3偽距測量精度0.1m級。

技術領域

本申請涉及載波相位測量領域，特別涉及一種用于中頻接收機的載波相位平滑偽距計算和評估方法與系統。

背景技術

偽距和載波相位是GPS接收機的兩個基本距離測量值，兩者既有明顯區別，又呈互補特性。偽距測量值盡管包括鐘差、大氣延時等各種誤差，但它真實地反映了衛星與接收機之間的距離。盡管載波相位測量值含有整周模糊度，但是它非常平滑，精度很高。載波L1一周僅長19cm，而接收機載波跟蹤環路對載波相位的測量精度可達1/4周，這就是說載波相位的測量精度約為幾毫米左右，相比之下，偽距測量值就顯得甚是粗糙。一個C/A碼的碼片長約300m，而碼跟蹤環路只能把碼相位確定到幾米的精度。

發明內容

為解決上述問題之一，本申請提供了一種用于中頻接收機的載波相位平滑偽距計算方法與系統。

根據本申請實施例的第一個方面，提供了一種用于中頻接收機的載波相位平滑偽距計算方法，該方法的步驟包括：

根據中頻接收機k時刻與k-1時刻中頻載波相位的累加值，計算中頻載波相位差分量；

利用根據中頻載波相位差分量、中頻載波波長、k時刻和k-1時刻的偽距構建的平滑器，計算平滑偽距。

優選地，所述平滑器的表達式為：

其中，ρ_s,k表示在k時刻的載波相位平滑偽距，M稱為平滑時間常數，ρ_s,k-1為k-1時刻的載波相位平滑偽距，φ_Ik為k時刻的中頻載波相位計數，φ_Ik-1為k-1時刻的中頻載波相位計數，λ表示波長，MF為接收機中頻頻率。

優選地，該方法的步驟還包括：對計算得到的平滑偽距的測量精度進行評估。

優選地，所述對計算得到的平滑偽距進行評估的步驟包括：

將接收機輸出的相同采樣時刻的各通道間偽距觀測值的差值減去固定偽距模式下的模擬器各通道間偽距觀測值的差值：Δ_i,j＝(x_i,j-x_1,j)-(x′_i,j-x′_1,j),i≠1；

計算標準差，挑選最大的標準差值即為接收機的偽距測量精度。

優選地，所述接收機輸出的相同采樣時刻的各通道間偽距觀測值的差值的計算步驟包括：

假設衛星接收機輸出的偽距觀測值為x_i,j，i為通道號，j為采樣時刻，以任意通道的偽距值為基準，相同采樣時刻的其他各通道的觀測量分別與基準通道值相減，得到(x_i,j-x_1,j)。

優選地，所述固定偽距模式下的模擬器各通道間偽距觀測值的差值的計算步驟包括：

假設模擬器輸出的偽距觀測值為x′_i,j，i為通道號，j為采樣時刻；以任意通道的偽距值為基準，相同采樣時刻的其他各通道的觀測量分別與基準通道值相減，得到(x′_i,j-x′_1,j)。

優選地，預先將模擬器的模式設置為固定偽距模式。

優選地，所述偽距測量精度計算公式為：