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题目:GNSS信号多径和干扰建模及其影响分析评估

关键词:卫星导航;多径;干扰;信号模拟器;GNSS

  摘要

伴随GNSS(全球卫星导航系统)的建设开发、现代化升级和应用扩展,其易受到多径影响和干扰的问题日益显著。卫星导航系统在多径和干扰环境中对多径和干扰抑制能力的强弱已经成为其能否发挥应有作用的关键。因此,对卫星导航系统多径和干扰技术的研究,对我国卫星导航系统的发展具有重要的理论意义及应用价值。本文首先基于GNSS多径信号的特性分析,建立了两种多径信号模型,即镜面多径和散射多径。根据镜面多径模型和可见星的位置推导出用户接收机在任意时刻可能接收到多径信号的判决条件表达式;根据建立的散射模型,计算得到散射多径路程差的概率分布、时延概率分布和信号功率分布。通过对干扰信号的分析,建立了四种典型干扰信号模型,即单频、扫频、窄带、宽带(匹配谱/均匀谱)干扰。其次,设计与实现了支持多径和干扰信号生成的GNSS数字中频信号模拟器,给出了其与GNSS软件接收机联合测试的导航定位结果。此外,推导了在多径和干扰影响下接收机接收到的GNSS中频信号的模型。最后,基于GNSS信号模拟器和软件接收机仿真验证平台完成了一系列的测试,主要包括多径引起的伪距误差包络测试,干扰对等效载噪比的影响测试,以及干扰对伪距测量的影响测试,测试结果验证了所建立的多径信号模型和干扰信号模型的正确性和有效性,同时为多径抑制和抗干扰技术提供了实验支持。