一种快速精确GPS多径误差消除组合算法,这篇多径论文范文为免费优秀学术论文范文,可用于相关写作参考。
多径论文参考文献：
摘 要：多径效应是影响GPS定位精度的一个重要因素,由于多径信号的数量和路径无法确 定,且其衰减幅度和延迟时间难以模型化,导致多径效应难以预测,其误差也难以消除.在分析 TK和MLE两种典型算法特点的基础上,提出了一种TK-MLE组合多径参数估计算法.该算法通 过使用TK算法快速粗估计多径信号延迟路径数和延迟时间,以确定MLE算法搜索维数并缩小了 其搜索范围,使得组合算法具有计算量小、精度高以及适用范围更广的优点.仿真结果表明组合 多径参数估计算法在复杂情况下具有良好的工作性能.
关键词：GPS接收机；多径误差；TK算法；MLE算法
中图分类号：V249.32+8 文献标识码：A 文章编号：1673-5048（2013）05-0030-06
AFast&PreciseCombinedAlgorithmforGPS MultipathErrorElimination
ZHANGYang,WANGXinlong
（SchoolofAstronautics,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing100191,China）
Abstract：MultipatheffectisamaincauseoftheerrorsinthepositionbyGPS.Asitisimpossibleto directlymeasurethepathandnumberofsignals,anddifficulttoestablishamodelofitsattenuationextent anddelaytime,itishardtopredicttheeffectcausedbymultipathsignalaswellasreducetheerrorsof theGPS.Basedonseparateanalysis,twotraditionalalgorithms,TKandMLE,arecombinedintoanew algorithm.Whilecomputingmultipathparameterwiththenewalgorithm,TKalgorithmisusedtoestimate thedelaypathnumberandtimeofmultipathsignalcoarsefasttomakeclearsearchdimensionandreduce searchrange.Thusthecombinedalgorithmhascharacteristicsoflesscomputation,highprecisionand largeusingscale.Theresultofsimulationresearchshowsthatthisnewalgorithmhasagoodperformance incomplexsituations.
Keywords：GPSreceiver；multipatherror；TKalgorithm；MLEalgorithm
0 引 言
GPS接收机所接收的信号有两类,包括直达以及反射的信号,这两种信号相叠加,被接收机接 收后产生干涉从而影响码和相位的量测.此效应 称为多路径效应,由此产生的定位误差称为多径 误差[1].C/A码多径误差最大可达150m,精码（P 码）也达10m.因此,多径误差严重影响了GPS定 位精度的提高.
对多径误差的抑制方法通常可分为两类[2], 一类是直接消除法,如窄相关算法[3]等；另一类 是参数估计法,如极大似然估计法[4]等.前者结构简单但性能有限,后者估计出多径参数还需要 进一步对信号进行处理或对鉴相器输出进行修正 才能消除误差.除了极大似然估计法,常见的多径 参数估计算法还有：扩展卡尔曼滤波[5],斜率估计 法[6],Teager-Kaiser（TK）算法[7]等.
本文通过将TK算法和极大似然参数估计 （MLE）算法的优势互补,提出了一种组合的GPS 多径误差消除算法.和传统MLE算法相比,组合 算法的速度和精度都显著提高.
1 GPS多径误差信号模型
假设多径信号仅是直视信号的衰减和延时, 忽略导航电文,多径干扰下合成信号的解析模型 可写作[8]
其中：K是可见星的数量；N是多径信号的路数,n 等于1表示直视信号；αkn是第k颗可见星第n条路径 信号的幅度；Ck（·）表示第k颗卫星的伪码；τkn是 第k颗卫星第n条路径信号的时间延迟；ωk是第k 颗可见星下变频后载波中频；θkn是第k颗卫星第n 条路径信号的载波相位延迟；w为天线热噪声,服 从N（0,σ2）分布.
C/A码相关函数为
式中：TC是C/A码的周期.当只存在直视信号时, 相关函数的形式近似可以写为
即在对齐位置存在三角形脉冲.当存在多径延迟 信号时,直视信号的相关曲线和延迟信号相关曲 线叠加,从而使接收的信号和本地码的相关曲线 发生畸变,如图1所示,在多径延迟信号的影响 下,本应是三角形的C/A码相关曲线变得不规则, 这将导致鉴相环节出现误差,鉴相曲线不能通过 零点,码环路错误锁定.
2 一种TK-MLE多径参数估计算法2.1 MLE算法
MLE算法的思想是由相关器输入输出的线性 模型以及接收信号相关曲线的观测值,根据极大
对τ1,τ2进行网格搜索,每组τ1,τ2可计算得到一 组参数α1,α2,θ1,θ2,从而可以计算出极大似然函 数J（R；τ1,τ2,α1,α2,θ1,θ2）的取值,对所有搜索 的τ1,τ2,使J最小的τ1,τ2就是延迟时间的估计 值,此时计算出的α1,α2,θ1,θ2就是幅度和相位的 估计值.
结论：关于本文可作为相关专业多径论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文多径衰落论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
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