[发明专利]分析导航信道群时延特性对测距性能的影响的方法和系统

说明书

本发明提出一种分析导航信道群时延特性对测距性能的影响的方法和系统。其中所述方法包括：步骤S1、利用矢量网络分析仪通过测量获取射频前端滤波器的相对群时延特性；步骤S2、基于所述相对群时延特性，确定所述射频前端滤波器的第一群时延形状特征，并对所述第一群时延形状特征进行约束以获取约束形状特征；步骤S3、基于所述约束形状特征建立所述相对群时延特型的分段抛物线分析模型；步骤S4、利用所述分段抛物线分析模型的先验条件更新所述约束形状特征，以获取第二群时延形状特征；步骤S5、根据所述第二群时延形状特征计算时延估计误差，以分析所述导航信道群时延特性对测距性能的影响。

技术领域

本发明属于卫星导航技术领域，尤其涉及一种分析导航信道群时延特性对测距性能的影响的方法和系统。

背景技术

高精度导航系统信道模型对预测和评估GNSS（Global Navigation SatelliteSystem，全球导航卫星系统）的性能以及改进接收信号处理算法设计是极其重要的。其中接收信道为卫星导航系统完成高精度定位授时、星地时间同步、卫星精密定轨等重要系统业务提供重要支撑，是保障导航系统服务性能的基础。接收信道中射频前端的非理想群时延特性会影响导航系统的定位性能。

具体地，当相频响应呈线性关系时，群时延特性为一个常数。它对于测距的影响只有一个延时。当相频响应不是线性关系时，群时延特性成为一个变量，它对测距的随机误差和系统误差将产生一定的影响。

对于高精度导航系统而言，接收信道的伪距测量精度会对后端的钟差解算精度产生影响，从而影响授时精度，因此需要根据实际需求对接收信道的伪距测量精度进行约束。

为了在此约束条件下，更加直观地指导接收信道射频前端的设计，为高精度导航信道模拟提供支撑，需要探究射频前端非理想群时延特性对高精度导航系统的测距性能影响。

群时延特性对于接收机的影响主要体现在波动特性，即相对群时延特性。传统的群时延分析模型包括线性模型、抛物线模型和三角函数模型等，其模型参数没有实际的物理意义，无法表示群时延特性的特征。对于实际设备中的不规则群时延特性，无法根据其模型参数探究群时延特性对高精度导航系统的测距性能影响。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种分析导航信道群时延特性对测距性能的影响的方案，该方案以射频前端滤波器相对群时延特性实测结果为依据，可以有效地分析导航信道群时延特性对测距性能影响。首先，测量得到多组同类型射频滤波器相对群时延特性。然后，根据相对群时延特性提取形状特征，进而根据形状特征规定其具体表现形式（约束过程），并建立基于形状特征的数学模型。最终利用早迟码估计器分析模型参数对测距性能的影响。

本发明第一方面公开了一种分析导航信道群时延特性对测距性能的影响的方法，所述方法包括：步骤S1、利用矢量网络分析仪通过测量获取射频前端滤波器的相对群时延特性；步骤S2、基于所述相对群时延特性，确定所述射频前端滤波器的第一群时延形状特征，并对所述第一群时延形状特征进行约束以获取约束形状特征；步骤S3、基于所述约束形状特征建立所述相对群时延特型的分段抛物线分析模型；步骤S4、利用所述分段抛物线分析模型的先验条件更新所述约束形状特征，以获取第二群时延形状特征；步骤S5、根据所述第二群时延形状特征计算时延估计误差，以分析所述导航信道群时延特性对测距性能的影响。

根据本发明第一方面的方法，在所述步骤S1中，利用固定线缆校准所述矢量网络分析仪，将所述射频前端滤波器分别与经校准的矢量网络分析仪的输入线缆和输出线缆连接，以测量所述相对群时延特性。