卫星导航多径信号参数估计和误差抑制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108490458A(43)申请公布日2018.09.04(21)申请号201810167468.8(22)申请日2018.02.28(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人陈新(74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限公司31236代理人郑金荣胡晶(51)Int.Cl.G01S19/22(2010.01)G01S19/21(2010.01)权利要求书2页说明书18页附图6页(54)发明名称卫星导航多径信号参数估计和误差抑制方法(57)摘要本发明提供了一种卫星导航多径信号参数估计和误差抑制方法，本发明提出了一种新的用于卫星导航接收机的多径抑制架构：耦合幅度时延锁定环路，该架构利用“涡轮原理”分别追踪视距信号和多径信号，以抑制多重反射的效应。在该结构中，时延锁定环路(DLL)和幅度锁定环路(ALL)是两种基本元素。DLL负责估计和跟踪某一特定波束的码延迟，而ALL负责估计对应的幅度。一对DLL与ALL构成一个“单元”，专门跟踪视距或一束多径信号。CADLL结构中有多组“单元”，可跟踪完整入射信号的不同波束分量。CADLL所具有的这种反馈构架和特殊的工作策略可提高接收机的参数估计精度、抗噪声能力和抑制小尺度多径效应引起的误差的能力。CN108490458ACN108490458A权利要求书1/2页1.一种卫星导航多径信号参数估计和误差抑制方法，其特征在于，包括：生成包括时延锁定环路和幅度锁定环路两种基本元素的耦合幅度时延锁定环路；利用所述时延锁定环路估计和跟踪某一预设波束的码延迟，利用所述幅度锁定环路估计对应的幅度，其中，一对时延锁定环路与幅度锁定环路构成一个单元，每个单元跟踪视距或一束多径信号，所述耦合幅度时延锁定环路包括多个单元，每个单元跟踪完整入射信号的不同波束分量，以分离和跟踪视距信号和多径信号分量，并将多余波束分量从入射信号中消除。2.如权利要求1所述的卫星导航多径信号参数估计和误差抑制方法，其特征在于，利用所述时延锁定环路估计和跟踪某一预设波束的码延迟，利用所述幅度锁定环路估计对应的幅度，其中，一对时延锁定环路与幅度锁定环路构成一个单元，每个单元跟踪视距或一束多径信号，所述耦合幅度时延锁定环路包括多个单元，每个单元跟踪完整入射信号的不同波束分量，包括：所述耦合幅度时延锁定环路由M+1个单元组成，依次编号为单元0～单元M，M为正整数，每一个单元包括一个时延锁定环路和一个幅度锁定环路，当所述耦合幅度时延锁定环路处于工作模式时，所述耦合幅度时延锁定环路中的所有的开关都是闭合的，每一个单元的输入信号是入射信号减去其余所有单元输出信号之和，每一个单元的输出信号事实上是入射信号的一个波束分量的估计，单元0用来跟踪视距信号，单元0得到的本地码将用于伪距的计算；监控模块将持续地监控所有单元的跟踪状态，以根据入射信号的条件调整工作的单元的数量。3.如权利要求2所述的卫星导航多径信号参数估计和误差抑制方法，其特征在于，所述幅度锁定环路由一个估计器、一个环路滤波器和一个积分器组成，所述环路滤波器是一个低通滤波器，用于减少噪声的影响，所述幅度锁定环路与时延锁定环路一起工作，两者一起分别提供多径反射信号码延迟和幅度的具体信息。4.如权利要求2所述的卫星导航多径信号参数估计和误差抑制方法，其特征在于，将多余波束分量从入射信号中消除，包括：通过估计波束的分布来消去多余的波束分量，并保持跟踪有用的波束。5.如权利要求2所述的卫星导航多径信号参数估计和误差抑制方法，其特征在于，利用所述时延锁定环路估计和跟踪某一预设波束的码延迟，利用所述幅度锁定环路估计对应的幅度，其中，一对时延锁定环路与幅度锁定环路构成一个单元，每个单元跟踪视距或一束多径信号，所述耦合幅度时延锁定环路包括多个单元，每个单元跟踪完整入射信号的不同波束分量，还包括：在耦合幅度时延锁定环路的跟踪模式下，PLL使用单元0输出的相关值来估计残余载波相位误差。6.如权利要求2所述的卫星导航多径信号参数估计和误差抑制方法，其特征在于，监控模块将持续地监控所有单元的跟踪状态，以根据入射信号的条件调整工作的单元的数量，包括：监控模块的任务是监控所有单元的跟踪状态，使工作中的单元数量与实际反射波束的数量相同；2CN108490458A权利要求书2/2页监控模块保持单元的跟踪次序，即单元0跟踪视距信号，单元1跟踪离视距信号第一近的多径信号，单元2跟踪离视距信号第二近的多径信号，其它单元以此类推；监控模块周期性地计算两个相邻单元间的平均码相位差和每一个单元的平均幅度，如果预设条件满足，对应的单元将被关闭。7.如权利要求2所述的卫星导航多径信号参数估计和误差抑制方法，其特征在于，监控模块将持