摘要

針對(duì)電離層閃爍環(huán)境下矢量延遲鎖定環(huán)路(VDLL)跟蹤精度下降，定位誤差加劇的問(wèn)題，該文提出了一種電離層閃爍環(huán)境下GNSS定位誤差抑制與補(bǔ)償方法。該方法在導(dǎo)航濾波器中引入模糊邏輯控制器，根據(jù)閃爍強(qiáng)度和新息動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)測(cè)量噪聲協(xié)方差矩陣，以抑制閃爍導(dǎo)致的測(cè)量誤差。同時(shí)將電離層閃爍引起的偽距誤差納入狀態(tài)量，通過(guò)動(dòng)態(tài)估計(jì)實(shí)現(xiàn)定位誤差的補(bǔ)償，從而增強(qiáng)環(huán)路在閃爍環(huán)境下的穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)環(huán)路在多種閃爍環(huán)境下的定位精度均優(yōu)于傳統(tǒng)標(biāo)量跟蹤環(huán)路與VDLL。在強(qiáng)閃爍、動(dòng)態(tài)閃爍及多衛(wèi)星閃爍環(huán)境下，改進(jìn)環(huán)路的定位精度較其他方法提升約40%～70%。該方法可有效減小環(huán)路在閃爍環(huán)境下的定位誤差，為電離層閃爍環(huán)境下接收機(jī)的設(shè)計(jì)提供了參考。

引用

[1] 楊錚,孫希延,紀(jì)元法,等. 電離層閃爍環(huán)境下GNSS定位誤差抑制與補(bǔ)償方法[J]. 測(cè)繪科學(xué), 2026, 51 (04): 16-24.

DOI:10.16251/j.cnki.1009-2307.2026.04.002.

引言

現(xiàn)有研究多集中于弱信號(hào)跟蹤、多徑干擾以及信號(hào)遮擋等場(chǎng)景，較少將電離層閃爍引起的信號(hào)幅度、相位隨機(jī)波動(dòng)納入矢量跟蹤環(huán)路的優(yōu)化框架。針對(duì)電離層閃爍環(huán)境下接收機(jī)易失鎖、定位精度下降等問(wèn)題，本文在矢量延遲鎖定環(huán)路(vector delay lock loop, VDLL)框架下提出一種電離層閃爍環(huán)境下GNSS定位誤差抑制與補(bǔ)償方法。為驗(yàn)證該方法的有效性，本文從閃爍對(duì)碼環(huán)影響方面開(kāi)展分析與實(shí)驗(yàn)，并仿真單顆衛(wèi)星受閃爍、動(dòng)態(tài)強(qiáng)閃爍、多顆衛(wèi)星同時(shí)受閃爍3種場(chǎng)景進(jìn)行性能評(píng)估。

主要圖表

圖1 電離層閃爍環(huán)境下GNSS定位誤差抑制與補(bǔ)償方法結(jié)構(gòu)圖

圖2 模糊邏輯控制器輸入變量的隸屬度函數(shù)

圖3 模糊邏輯控制器輸出變量的隸屬度函數(shù)

圖4 各環(huán)路不同閃爍強(qiáng)度下的碼相位跟蹤誤差

圖5 電離層強(qiáng)閃爍環(huán)境下三種環(huán)路的定位結(jié)果

圖6 動(dòng)態(tài)軌跡

圖7 強(qiáng)閃爍環(huán)境與動(dòng)態(tài)場(chǎng)景下三種環(huán)路的定位結(jié)果

圖8 多衛(wèi)星閃爍環(huán)境下三種環(huán)路的定位結(jié)果

結(jié)束語(yǔ)

為提高接收機(jī)在電離層閃爍環(huán)境下的定位精度，本文提出一種電離層閃爍環(huán)境下GNSS定位誤差抑制與補(bǔ)償方法，有效改善了接收機(jī)在閃爍環(huán)境下定位誤差大的問(wèn)題。從閃爍對(duì)碼環(huán)影響、碼相位誤差傳播特性等方面對(duì)所提方法進(jìn)行了評(píng)估，并通過(guò)強(qiáng)閃爍、動(dòng)態(tài)閃爍以及多衛(wèi)星閃爍實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提方法的有效性。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改進(jìn)環(huán)路相較VDLL具有更小的碼相位誤差，引入誤差補(bǔ)償機(jī)制后，閃爍通道的偽距誤差明顯減小。改進(jìn)環(huán)路在多種閃爍場(chǎng)景下均表現(xiàn)出更優(yōu)的定位精度與環(huán)路穩(wěn)定性，相較于矢量跟蹤環(huán)路，在強(qiáng)閃爍、動(dòng)態(tài)閃爍及多衛(wèi)星閃爍環(huán)境下的定位精度最高可提升約75%、39.02%、66%,較大程度降低了電離層閃爍對(duì)定位結(jié)果的影響，為電離層閃爍環(huán)境下接收機(jī)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化提供了參考。

來(lái)源：測(cè)繪學(xué)術(shù)資訊