基于矢量跟踪的城市环境下非视距信号的检测和修正

摘要

在城市环境中,周围高层建筑引起的多径和非视距(Non-line-of-sight,NLOS)信号的影响较为严重,导致全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的定位性能较差.为减小或消除这些影响,已有多种技术被提出,例如基于接收机的信号处理设计,复杂的天线设计,观测量质量检验等.这些方法存在一定的缺点,例如信号处理较为复杂或者需要硬件支持.此外,这些方法对NLOS接收造成的误差没有显著提升效果.矢量跟踪是一种检测NLOS信号的有效技术.信号跟踪和导航解算的结合使得矢量跟踪对信号干扰和衰减具有更强的抑制作用.已有的研究主要集中在NLOS接收信号的检测和消除.然而,在城市地区信号遮挡较为严重,卫星的可用性是一个关键问题.NLOS信号的消除会进一步降低卫星可用性.因此,本文在使用矢量跟踪技术检测到NLOS信号后,对其误差进行修正并应用于定位解算.由于矢量跟踪根据测量值和系统方程估计伪码延迟,因此环路不会锁定NLOS信号,并可从相关器输出值中提取NLOS的修正量.为验证所提方法的性能,使用视距信号消除算法模拟NLOS接收信号.该算法从接收信号中提取一路视距信号并在加入一定延迟后重新加入原始信号.结果表明,NLOS信号的检测和修正能在没有额外辅助的前提下精确检测NLOS信号且能显著提高定位性能.