专利名称：一种超紧组合卫星导航接收机的制作方法
技术领域：
本发明涉及卫星导航技术领域，尤其涉及一种全球导航卫星系统(GNSS)与微惯导系统(MEMS-MU)超紧组合的卫星导航接收机。
背景技术：
全球导航卫星系统(GNSS)是一种以卫星为基础的无线电导航系统，能为陆、海、空的各类载体提供全天 候、不间断、高精度、实时导航定位服务。目前，应用最广的全球导航卫星系统是美国的GPS，已经渗透到国民经济与日常生活的各个领域，如海上航行、城市交通管理、商业物流管理、船舶远洋导航、精密受时、大地测量、精细农业等。目前，我国也参与了将于近两年建成的Galileo系统的建设,并正在自主研发全球卫星定位系统Compass (北斗二代)，该系统去年底已经在我国及其周边地区提供定位服务。因此，研究Compass与GPS> Galileo等系统的多模组合导航技术必将成为国内未来一段时间内的研究重点。GPS信号(扩频信号)到达地面接收机时已相当微弱，大约为_130dBmW，比接收机内部热噪声低20 30dB，特别的，在室内、城市、森林等复杂环境(本文中统称为室内环境)中，GPS接收信噪比更低，而室内环境恰是人类活动的主要环境之一。GNSS组合接收机可以充分利用各GNSS系统的卫星信号资源，因而可以提高系统可用性和定位输出的连续性。MU(微机电惯性测量组件MEMS-MU，以下简称为IMU)为自主式定位导航系统，基本不受环境的影响，且其动态性能较好。因此，将GNSS组合接收机与IMU系统组合，可以解决上述问题，提高定位的精度、定位连续性及服务保障能力。GNSS/IMU超紧组合导航理论的研究是很有必要的，是目前国内外研究的热点之一。目前，虽然国内外已经有相关文献研究GPS/MU(惯导)超紧组合导航方式，在组合系统实现方案、建模等方面已做了一定研究工作，但超紧组合研究仍存在许多问题需要深入研究并解决，尤其是基于矢量跟踪的超紧组合导航方式，其工作的可靠性等方面仍面临许多问题迫切需要解决。为了提高组合导航系统性能，能够在民航、铁路交通等对可靠性要求较高领域中得到推广应用，本专利将给出一种GNSS/IMU超紧组合导航矢量跟踪接收机基带信息融合处理方案，解决上述关键科学问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有GNSS接收机灵敏度低和容易受干扰而导致卫星信号失锁，因而不能给出定位结果的弊端，通过设计与微惯导的超紧组合方案、改进矢量跟踪方案、采取措施提高GNSS组合接收机跟踪精度和稳定性能，提高GNSS定位可靠性和定位精度等性能。本发明提供了一种超紧组合导航卫星接收机，包括射频前端，信号预处理器，基带预滤波器和导航滤波器，以及微惯导�？椋本嗪臀本嗦始扑隳？椋抢馑阌胙⌒羌扑隳？椋渲行藕旁ご砟？榘ㄏ喙仄骱捅镜匦藕派善鳎龌ぢ瞬ㄆ饔氲己铰瞬ㄆ髦渖柚糜凶允视β瞬ㄆ鳌�
所述本地信号生成器，相关器，基带预滤波器，自适应滤波器和导航滤波器，伪距和伪距率计算�？楣钩墒噶扛倩仿贰Ｎ本嗪臀本嗦始扑隳？榻邮瘴⒐叩剂ρП嗯拍？榈氖涑鲂畔�、导航滤波器输出的时钟误差等信息、以及星历解算与选星计算�？榈腉NSS星历参数，生成延迟调整信号，输入本地信号生成器，调整本地伪码和载波，本方案即可提高跟踪环路稳定性，又可提高跟踪环路精度。所述导航滤波器为联邦滤波器，包括主滤波器和至少一个子滤波器。所述联邦滤波器的子滤波器包括纯GNSS模式下的GNSS滤波器，超紧组合模式下的GNSS/IMU组合导航滤波器和纯IMU微惯导滤波器。用联邦滤波器作为导航滤波器，引入矢量跟踪环路，将定位信息也作为矢量跟踪的输入，有利于更精确的恢复载波和伪码。进一步地，所述超紧组合卫星导航接收机包括至少一路导航信号接收通道，每个导航信号接收通道都设置有信号预处理器和基带预滤波器，每一路基带预滤波器都通过一个自适应滤波器后接入导航滤波器。
所述的自适应滤波器的状态方程为
权利要求
1.一种超紧组合卫星导航接收机，包括射频前端，信号预处理器，基带预滤波器和导航滤波器，以及微惯导�？椋本嗪臀本嗦始扑隳？椋抢馑阌胙⌒羌扑隳？椋渲行藕旁ご砟？榘ㄏ喙仄骱捅镜匦藕派善鳎涮卣髟谟冢龌ぢ瞬ㄆ饔氲己铰瞬ㄆ髦渖柚糜凶允视β瞬ㄆ�。
2.如权利要求I所述的超紧组合卫星导航接收机，其特征在于，所述本地信号生成器，相关器，基带预滤波器，自适应滤波器和导航滤波器，伪距和伪距率计算�？楣钩墒噶扛倩仿�。
3.如权利要求2所述的超紧组合卫星导航接收机，其特征在于，所述导航滤波器为联邦滤波器，包括主滤波器和至少一个子滤波器。
4.如权利要求3所述的超紧组合卫星导航接收机，其特征在于，所述联邦滤波器的子滤波器包括纯GNSS模式下的GNSS滤波器，超紧组合模式下的GNSS/IMU组合导航滤波器和纯IMU微惯导滤波器。
5.如权利要求1-4任一权利要求所述的超紧组合卫星导航接收机，其特征在于，所述超紧组合卫星导航接收机包括至少一路导航信号接收通道，每个导航信号接收通道都设置有信号预处理器和基带预滤波器，每一路基带预滤波器都通过一个自适应滤波器后接入导航滤波器。
6.如权利要求5所述的超紧组合导航卫星接收机，其特征在于，所述的自适应滤波器的状态方程为 —Sp Γ Sp I Γ O Sp δρ O !L8P- O , wa Jt SN - O + Oion ^HonOJHon — _ Q — _11 ιυη _ 观测方程为 δρ 「M'p Sp δρ Sp^Sp wp Ssr — Ssr }Ι.γ 匕 ion ^ion 补V A ion _ _^ion _ wfo 其中δ p为伪距残差为伪距率残差,麥为伪距加速度残差，δ N为载波相位整周残差，Δ Μ为电离层延时，Δ_为电离层延时率，Wa为伪距加速度过程噪声，Wim为电离层噪声，Wp、乂、'、Wn、Wi、WiQ分别为伪距、伪距率、伪距加速度、载波相位整周�：�、电离层延时、电离层延时率的观测噪声。
7.如权利要求6所述的超紧组合卫星导航接收机，其特征在于，所述自适应滤波器为�：呒允视β瞬ㄆ鳎：呒惴？楹涂ǘ瞬ㄆ鳎瞿：呒惴？榻邮瘴本嗦瞬ㄐ孪⑵骄岛途讲睿涑鑫肷讲罴尤ㄏ凳糜谑凳钡髡隹ǘ瞬ㄆ鞯那肷讲畹牟问担迪肿允视β瞬ā�
8.如权利要求7所述的超紧组合卫星导航接收机，其特征在于，所述�：呒惴？榘� 隶属度仿真单元，用于确定输入的伪距滤波新息平均值和均方差的隶属度函数，以及输出的驱动噪声方差加权系数的隶属度函数； �：评砉嬖虻ピ糜谏柚媚：评砉嬖颍� 噪声方差加权单元，用于根据所述隶属度函数和�：评砉嬖蚪饽：扑愕玫角肷讲罴尤ㄏ凳�。
全文摘要
本发明公开了一种超紧组合卫星导航接收机，包括射频前端，信号预处理器，基带预滤波器和导航滤波器，以及微惯导�？椋本嗪臀本嗦始扑隳？橐约靶抢馑阌胙⌒羌扑隳？椋诨ぢ瞬ㄆ饔氲己铰瞬ㄆ髦渖柚昧俗允视β瞬ㄆ鳎ぢ瞬ㄆ魇涑鲎魑淙耄尤胱允视β瞬ㄆ鳎缓螅允视β瞬ǖ氖涑鲎魑鄄饬渴淙胫恋己铰瞬ㄆ鹘惺萑诤希上灾岣吒倩仿肺榷ㄐ院透倬龋佣岣逩NSS定位对环境和运动状态的适应能力。进一步地，信号预处理器，基带预滤波器，自适应滤波器和导航滤波器，伪距和伪距率计算�？楣钩墒噶扛倩仿罚己铰瞬ㄆ鞑捎昧盥瞬ㄆ鳎梢蕴岣吒倩仿返奈榷ㄐ院透倬龋岣逩NSS定位可靠性和定位精度等性能。
文档编号G01S19/48GK102819029SQ20121027383
公开日2012年12月12日 申请日期2012年8月3日 优先权日2012年8月3日
发明者高法钦 申请人:浙江理工大学
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