基于多频处理的GNSS信号质量评估方法研究

摘要

GNSS多频组合一直是电离层研究和精密定位中载波相位模糊度解算的热点。本文基于GPS和Compass多频信号处理来评估卫星信号质量，研究利用三频观测量对卫星信号的载波相位质量和多径影响进行评价的方法，并通过三频GPS／Compass软件接收机进行测试验证。三频载波相位观测量的线性组合是一组几何无关、电离层无关的观测量，它反映了单个频率上载波相位多径和测量噪声的加权和。通过这个组合的变化情况，可以判断载波相位是否存在异常;同时结合三频伪距观测量，基于合适的码-载波组合对码多径进行评估，从而判断异常变化的主要来源是哪个频段的载波;进一步选择合适的码多径组合来评估不同的伪距观测量，实现对码多径的检测和精确估计。北京航空航天大学卫星导航与通信系统实验室开发了一套多GNSS数字中频信号模拟器和多GNSS软件接收机。我们利用这一闭环试验平台对上述三频组合方法进行了测试。首先由模拟器分别产生有／无多径、有／无载波异常情况下的GPS L1 C／A码、L2C(CM+CL)，L5 I+Q信号以及Compass B1I，B2I and B3I信号，然后由接收机进行处理，对提取的多频载波相位组合和码多径组合进行分析，得到了对码多径和载波失真的正确检测结果。实验结果表明，基于三频处理的三频观测量组合为空间信号载波相位质量分析和码多径检测估计提供了一个新方法。