TK算法在GPS中的新應用

劉德榮,楊東凱,李明里,黃 毅

(北京航空航天大學電子信息工程學院,北京100191)

0 引 言

在通信領域中總是存在多徑效應,多徑效應也是引起GPS定位精度的主要誤差之一,在傳統的GPS接收機中,延遲大于一個碼片的多徑信號可以通過擴頻機制來抑制掉,進而減小多徑信號對直射信號的影響;而延遲小于一個碼片的多徑信號所帶來的影響非常有限,通常忽略其對GPS接收機的影響[1]。隨著科技的進步,多徑信號得到了利用,GNSS-R(Global Navigation Satellite System-Reflection)遙感技術[2]的出現有力地證明了多徑信號的可用性。

多徑估計的算法很多,像最大似然估計、信道沖激響應估計模型等,其中TK算法最簡便。在傳統的利用TK算法的GPS接收機中,首先利用TK算法估計出多徑信號的延遲,進而從接收信號中把多徑信號去掉。這種方法只是對多徑信號進行了抑制,沒有充分利用信號資源。

我們重點介紹TK算法及在GPS中的新應用。

1 TK算法

TK算法最初是被用來測量一個系統的物理能量[3],一個產生簡單振蕩信號系統的能量可以通過所產生信號振幅和頻率計算得到。

在GPS中,PN碼的相關函數為三角波形,表示為

上式中Tc為PN碼片寬度。式(5)通過TK算法器后,得到式(6)

2 TK算法應用

在GPS中,非線性TK算法適用于接收信號和本地合成信號的互相關函數,即從互相關函數通過T K算法器后的結果中,可以估算出多徑信號(為了方便討論,假定只有一路反射信號)相當于直射信號的延遲。

相關器具有一個線性的過程,接收機接收到的信號里面除了直射信號外,還含有不同延遲的多徑信號,所以,當直射信號不同延遲的多徑信號同時到達接收機時,它們與本地載波進行相關運算,所得到的結果可以看成每路信號與本地載波相關運算值的疊加?！?br>