BDS導(dǎo)航信號抗電離層閃爍載波跟蹤的自適應(yīng)卡爾曼濾波算法*

孫鵬躍，唐小妹，陳華明，孫廣富

(國防科技大學(xué) 電子科學(xué)與工程學(xué)院， 湖南 長沙　410073)

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BDS導(dǎo)航信號抗電離層閃爍載波跟蹤的自適應(yīng)卡爾曼濾波算法*

孫鵬躍，唐小妹，陳華明，孫廣富

(國防科技大學(xué) 電子科學(xué)與工程學(xué)院， 湖南 長沙410073)

摘要：電離層閃爍會引起導(dǎo)航信號幅度和相位的快速衰落，嚴重影響跟蹤環(huán)路的精度和穩(wěn)健性，而相比頻率跟蹤和偽碼跟蹤，載波跟蹤環(huán)路更易受電離層閃爍的影響而失鎖。因此，提出一種基于相位鎖定指示自適應(yīng)擴展卡爾曼濾波的北斗導(dǎo)航信號抗電離層閃爍載波跟蹤算法，其以同相與正交支路的積分結(jié)果估計相位鎖定指示值，并采用該指示作為控制參數(shù)對不同閃爍場景下擴展卡爾曼濾波的觀測向量進行自適應(yīng)調(diào)整，這不僅能夠提高跟蹤環(huán)路的精度和穩(wěn)健性，而且能夠降低擴展卡爾曼濾波發(fā)散的概率。實驗結(jié)果驗證了相關(guān)分析和所提跟蹤算法的有效性。

關(guān)鍵詞：電離層閃爍；相位鎖定指示；自適應(yīng)擴展卡爾曼濾波；鑒相誤差；失鎖概率

電離層不均勻性會造成全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System, GNSS)信號的繞射和散射，形成電離層閃爍[1-2]，引起信號幅度和相位的快速衰落，嚴重時導(dǎo)致信號失鎖，會顯著影響監(jiān)測接收機等系統(tǒng)設(shè)備的連續(xù)性和穩(wěn)定性[3-4]。中國區(qū)域電離層閃爍較美國及歐洲等國家和地區(qū)更為復(fù)雜多變，尤其是赤道上空電離層的異常導(dǎo)致中國南方地區(qū)電離層活動十分活躍[5]，對北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BeiDou navigation satellite System, BDS)用戶性能產(chǎn)生了非常嚴重的影響。……