全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng).pdf

1、隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展和移動(dòng)增值業(yè)務(wù)的全面展開,以輔助全球定位系統(tǒng)(Assisted Global Positioning System,A-GPS)為代表的輔助全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(Assisted Global Navigation Satellite System,A-GNSS)移動(dòng)定位業(yè)務(wù)逐漸得到越來越多的應(yīng)用,在現(xiàn)有的用戶終端(User Equipment,UE)中,大多都有具有A-GNSS移動(dòng)定位功能。
　　輔助數(shù)據(jù)的應(yīng)用

2、不僅大大降低了UE的首次定位時(shí)間(Time To First Fix,TTFF),而且還提高了系統(tǒng)的靈敏度,使得UE能在更弱的信號(hào)下仍然可以進(jìn)行定位。雖然輔助數(shù)據(jù)的應(yīng)用給人們帶來了很大的好處,但是仍然無法擺脫至少需要四個(gè)觀測(cè)條件才能進(jìn)行定位的限制。而在實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境中,人們并不是時(shí)刻處在天空完全通視的環(huán)境中,當(dāng)無法獲得這些基本定位條件的時(shí)候,UE就無法獲得自己的位置,造成定位失效。因此,當(dāng)UE定位條件無法滿足時(shí)如何通過其他途徑來實(shí)現(xiàn)定位

3、,滿足用戶對(duì)位置信息的需求,成為GNSS輔助與增強(qiáng)定位技術(shù)研究的關(guān)鍵。本文也將圍繞這個(gè)問題,對(duì)輔助定位系統(tǒng)中參考接收機(jī)的服務(wù)范圍、衛(wèi)星捕獲時(shí)輔助數(shù)據(jù)的作用、開闊條件下的定位增強(qiáng)以及非開闊條件下增強(qiáng)定位等問題,展開相關(guān)的研究。
　　論文首先在對(duì)GNSS和A-GNSS相關(guān)理論深入研究的基礎(chǔ)上,提出了一種A-GNSS中參考接收機(jī)服務(wù)范圍的評(píng)估方法。該方法通過軟件仿真的方式,模擬建立衛(wèi)星空間模型和參考接收機(jī)與UE的應(yīng)用場(chǎng)景,給出了參考接收

4、機(jī)與UE相距不同距離時(shí)兩者對(duì)相同可見星觀測(cè)時(shí)長(zhǎng)的變化情況,從而評(píng)估出參考接收機(jī)的服務(wù)范圍,為輔助定位的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ),同時(shí)也為A-GNSS的工作開展提供了方法參考。
　　其次論文在對(duì)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System,GNSS)信號(hào)捕獲原理和捕獲算法研究的基礎(chǔ)上,深入研究了輔助數(shù)據(jù)的應(yīng)用對(duì)于捕獲的影響。并從多普勒頻率輔助的角度推導(dǎo)了接收機(jī)與衛(wèi)星相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的多普勒頻移的范圍以及輔

5、助信息對(duì)接收機(jī)多普勒頻移的預(yù)測(cè),分析了輔助信息對(duì)多普勒搜索范圍的影響,并給出了多普勒頻移的預(yù)測(cè)和實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比;同時(shí)通過仿真的方式定量的研究了輔助的應(yīng)用對(duì)相干累積時(shí)間以及弱信號(hào)捕獲算法中捕獲時(shí)間的影響。
　　再次,論文以偽距定位為研究對(duì)象,以A-GNSS為系統(tǒng)架構(gòu),對(duì)開闊條件下A-GNSS定位增強(qiáng)進(jìn)行了深入的研究。在深入分析了偽距測(cè)量誤差的影響因素基礎(chǔ)上給出了一種加權(quán)最小二乘(Weighted Least-square,WLS)算法

6、下復(fù)合權(quán)重系數(shù)的選取方法,并進(jìn)行了WLS驗(yàn)證;在此基礎(chǔ)上,根據(jù)WLS和擴(kuò)展卡爾曼濾波(Extended Kalman Filter,EKF)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),提出一種WLS-EKF聯(lián)合的改進(jìn)定位算法,該方法通過定位結(jié)果觸發(fā)WLS提供迭代初值,然后將EKF預(yù)測(cè)下的偽距殘差與WLS的偽距殘差進(jìn)行優(yōu)化選擇,再進(jìn)行EKF濾波,從而得到最優(yōu)的位置及鐘差偏差估計(jì),取得了較好的定位效果,實(shí)現(xiàn)了A-GNSS定位性能的增強(qiáng)。
　　最后對(duì)非開闊條件下A-G

7、NSS的增強(qiáng)定位進(jìn)行深入研究。論文在對(duì)高度輔助定位誤差分析的基礎(chǔ)上,提出了幾種UE傳統(tǒng)GNSS定位無法實(shí)現(xiàn)時(shí)利用輔助實(shí)現(xiàn)定位的方法。當(dāng)可見星為三顆時(shí),有基站位置與高程差聯(lián)合輔助實(shí)現(xiàn)定位法,距離補(bǔ)償輔助定位法,多普勒測(cè)量輔助定位法、三星復(fù)觀測(cè)定位法以及基站輔助的三星復(fù)觀測(cè)定位法;當(dāng)可見星為兩顆時(shí),有基站位置與多普勒測(cè)量聯(lián)合輔助定位法,兩星復(fù)觀測(cè)定位法以及基站輔助的兩星復(fù)觀測(cè)定位法。通過前面的定位解算算法對(duì)這些定位方法進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用及仿真分