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《第十一届中国卫星导航年会论文集——S03 导航信号与信号处理》2020年
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卫星导航信号高动态跟踪方法

谭小刚  
【摘要】:无人机等飞行器在飞行过程中受到湍流作用发生剧烈抖动时,会受到很大的动态应力作用,这种动态应力会从两个方面对飞行器上的卫星导航接收机产生严重影响。一方面,动态应力在飞行器与卫星视线方向上的投影分量会在卫星导航接收机的接收信号中产生时变的多普勒频率,另一方面,这种动态应力会作用在接收机的晶振上,使晶振因形变而输出时变频率分量,该时变频率分量在晶振输出频率倍频到射频频率时以等比例被放大,该放大后的时变频率分量对环路的影响和多普勒频率的效果相同。另外,受载重量和空间限制,直升机和无人机的的保温防护措施有限,导致飞行器内的接收机晶振在强光照射、淋雨和湍流等气象影响下温度变化较大,晶振是温度敏感元件,温变也会导致晶振输出时变频率分量,该时变分量像动态应力产生的时变分量一样被放大并对环路产生影响。时变频率分量不仅增加跟踪频率误差、载波相位误差和码伪距误差,相应降低了定位、测速和授时精度,而且容易造成环路跟踪不稳定甚至失锁。为了在高动态、振动或温度剧烈变化条件下实现高精度的定位、测速和授时,本文通过建立高动态下环路跟踪载波相位更新模型,分析影响载波相位和码相位跟踪精度的主要因素,设计新的环路跟踪架构消除这些因素,并通过仿真验证了这种新跟踪架构的有效性。本文新算法适用于高动态、振动或温度剧烈变化场景下实现高精度可靠定位,也可用普通晶振代替昂贵的高稳定晶振或降低接收机抗震保温防护成本,达到同等定位精度的效果。
【作者单位】:四川九洲电器集团有限责任公司导航所
【分类号】:TN967.1

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