[发明专利]一种卫星导航信号跟踪中的多径抑制方法

说明书

本发明提供一种卫星导航信号跟踪中的多径抑制方法，包括：在所有可能的卫星来波方向均匀地形成若干数字波束实现全空域覆盖；对不同数字波束分别进行导航信号的捕获并标记所有可能的直达波信号；对不同数字波束中捕获的卫星信号进行跟踪，如果捕获中标记为直达波信号的数字波束跟踪得到的相关IQ积分值最大，则判定为直达波信号，并保留对应的跟踪通道，将该颗卫星的其它数字波束判定为多径信号，并释放对应的跟踪通道。该方法易于实现、适应性强、效果好，可以有效提高复杂环境下的导航定位的精度。

技术领域

本发明属于卫星导航技术领域，尤其涉及一种卫星导航信号跟踪中的多径抑制方法。

背景技术

随着科技的发展与时代的进步，卫星导航系统已经逐渐渗透到人们生活的方方面面。随着全球几大卫星导航系统的不断成熟，人们对复杂场景的卫星导航、定位精度要求越来越高。目前影响城市街道导航精度和体验的主要因素就是多径信号。多径信号对精确导航、定位是有害的，由于多径信号和直达波信号是相干的，在时域很难将其剔除。扩频信号本身对多径有一定的抑制能力，当多径分量相对于直达信号的延迟超过1.5个码元时，其自相关系数为0，不会对接收机的相关处理产生影响。但对于延迟小于1.5个码元，特别是小于0.5个码元的中短延迟多径，多径信号会使接收到的合成信号与本地产生的参考信号之间的相关函数产生畸变。对于传统接收机所采用的延迟锁定环(Delay Locked Loop,DLL)码环跟踪，相关函数畸变会导致当超前和滞后两路相关值相等时，即时支路与接收信号的码相位并不相等，由此导致DLL环路产生码跟踪误差。同样的情况也使得在多径信号存在的情况下，锁相环(Phase Locked Loop,PLL)环路出现载波跟踪误差，在载波相位测量值上引入误差，降低导航电文信号质量，进而造成定位误差，多径严重时可能导致几米甚至几十米的定位误差。

目前，多径抑制方法主要有环路抑制技术(比如窄相关器)、接收数据后处理技术(主要时基于参数估计的方法)和空域抑制技术。其中窄相关器方法能在一定程度上缓解多径效应，但效果并不理想；基于参数估计的接收数据后处理技术通常复杂度高，不适用于复杂电磁环境，并且在实时跟踪定位中难以应用。空域抑制技术采用特殊设计的多径抑制天线，这类天线主要是对低仰角多径信号有效，对于大楼林立的市区环境效果没有保证。

如何提供一种易于实现、适应性强、效果好的多径抑制方法以提高定位的精度是当前亟待解决的一个问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种卫星导航信号跟踪中的多径抑制方法用于解决现有技术的不足。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明实施例提供了一种卫星导航信号跟踪中的多径抑制方法，该方法包括：

在所有可能的卫星来波方向均匀地形成若干数字波束实现全空域覆盖；

对不同数字波束分别进行导航信号的捕获并标记所有可能的直达波信号；

对不同数字波束中捕获的卫星信号进行跟踪，如果捕获中标记为直达波信号的数字波束跟踪得到的相关IQ积分值最大，则判定为直达波信号，并保留对应的跟踪通道，将该颗卫星的其它数字波束判定为多径信号，并释放对应的跟踪通道。

进一步地，形成若干数字波束采用功率倒置算法。

进一步地，功率倒置算法的自适应权值可由下式得到：

其中，W表示阵列加权矢量，R表示阵列接收数据地协方差矩阵，S表示期望信号(卫星方向)的导向矢量。

S＝[1,e^jω,L,e^j(N-1)ω]^T (2)