挑戰(zhàn)性環(huán)境下衛(wèi)星導航數據處理關鍵技術研究.pdf

1、衛(wèi)星導航系統定位通常依賴于直達導航信號（Line of Sight，LOS），在諸如城市峽谷、植被覆蓋較多的地區(qū)、隧道、室內等挑戰(zhàn)性環(huán)境下，會出現信號衰減、多次反射或受遮擋而使定位精度惡化甚至無法定位的情況。特別地，在諸如導航戰(zhàn)這種極端挑戰(zhàn)性環(huán)境下，還極易出現導航信號受到強電磁干擾甚至被關閉的情況。本研究主要內容包括：
　?、裴槍φ趽鯇е虏糠謱Ш叫盘栞d噪比下降，強弱信號并存所帶來的定位精度惡化問題，論文基于Gauss-Newton

2、迭代法提出了一種迭代型簡化sigma點的卡爾曼濾波算法（IRSPKF），并在此基礎上對單個歷元的衛(wèi)星觀測值進行序貫處理，提出了一種序貫IRSPKF濾波算法（SIRSPKF），以進一步減小計算復雜度。實測試驗結果表明，該濾波算法相比于非迭代型濾波算法可將定位精度提高20％左右；對單歷元的觀測值采用序貫處理后，在保證定位精度的條件下減小了50%以上的計算復雜度；在導航信號受植被遮擋的城市環(huán)境中，采用迭代型濾波器可使定位可用性從不足75%提高

3、到98%以上；在典型城市環(huán)境下，該算法估計性能與NovAtel商用接收機定位性能整體相當。
　?、漆槍ΡO(jiān)測站多徑誤差抑制問題，論文提出了一種基于SIRSPKF雙濾波算法的偽距多徑抑制技術，并在此基礎上針對混合星座的多徑誤差特點，提出了一種變長度的SIRSPKF雙濾波的多徑抑制算法。實測試驗數據處理結果表明，采用SIRSPKF雙濾波算法進行多徑抑制可消除60%以上的偽距多徑誤差；采用變長度的SIRSPKF雙濾波算法對各類衛(wèi)星的多徑誤

4、差觀測值進行處理，BDS混合星座三個頻點的濾波殘差較之固定長度的SIRSPKF雙濾波算法的濾波殘差均減小了14%以上。
　?、轻槍FID輔助 GNSS組合定位方法存在測距精度不同以及觀測值過多所帶來的高維矩陣運算問題，論文在對觀測數據加權條件下提出了一種基于RFID測距值優(yōu)選的GNSS/RFID組合定位算法，在綜合考慮RFID測距精度及其幾何分布的條件下對RFID測距值進行優(yōu)選。實測試驗結果表明，針對城市峽谷或植被峽谷所造成的無

5、信號或弱信號環(huán)境，在RFID標簽均勻分布在道路兩旁的情況下，論文所提出的基于RFID測距值優(yōu)選的GNSS/RFID組合定位算法可有效改善GDOP值，定位精度較之單一GNSS系統提高了50%以上，計算復雜度較之全選測距值方法降低了38%左右，并有效提高了無信號或弱信號環(huán)境下的定位可用性。
　?、汝P閉部分導航信號是導航戰(zhàn)條件下阻止對方使用己方民用定位授時服務的重要手段，這種方法勢必會對全球用戶的定位授時服務產生一定的影響。論文以GPS

6、系統為例，在關閉部分導航信號阻止區(qū)域范圍內民用定位授時服務的條件下對全球用戶定位授時進行了影響分析，并定義了一種基于不可定位區(qū)域最小準則的導航信號關閉策略及定位授時性能評估方法。仿真結果表明，關閉部分導航信號可阻止區(qū)域范圍內的定位服務，會造成全球67%以上地區(qū)的用戶無法使用普通民用定位服務，同時使全球約17%的地區(qū)定位可用性降至90%以下。關閉部分民用導航信號阻止區(qū)域授時服務會造成全球約一半范圍內的民用用戶無法使用定位服務，導致全球民用