中国惯性技术学报
中國慣性技術學報
중국관성기술학보
JOURNAL OF CHINESE INERTIAL TECHNOLOGY
2015年
2期
189-195
,共7页
刘刚%郭美凤%张嵘%崔晓伟%李顺忠
劉剛%郭美鳳%張嶸%崔曉偉%李順忠
류강%곽미봉%장영%최효위%리순충
全球导航卫星系统%惯性导航系统%深组合%矢量跟踪环路%硬件实现
全毬導航衛星繫統%慣性導航繫統%深組閤%矢量跟蹤環路%硬件實現
전구도항위성계통%관성도항계통%심조합%시량근종배로%경건실현
GNSS%INS%deeply-integrated%vector tracking loop%hardware implementation
GNSS矢量跟踪环路(VTL)跟踪灵敏度和定位精度优于标量跟踪环路(STL),但实现复杂度高,三个主要难点是:多通道联合跟踪要求各通道同时获取观测量并在同一时刻更新环路参数;高频率计算卫星位置加重处理器运算负担;无法跟踪载波相位导致无法解调导航电文.以上三个难点阻碍VTL在硬件平台上实现,因此商业接收机通常使用容易硬件实现的STL,但性能次优.为了在嵌入式硬件平台上实现VTL,引入三种方法:异步观测量线性插值、卫星位置计算算法优化、特殊的导航电文解调方法,之后通过仿真验证优化算法的功能及性能.使用航迹发生器生成飞机协调转弯航迹,再使用GNSS卫星信号模拟器产生中频采样信号,基于Matlab平台处理数据并进行了对比分析.仿真结果表明该VTL计算卫星位置效率提升55倍,成功解调导航电文,VTL位置精度优于3m,速度精度优于0.3 m/s,基于该VTL的矢量深组合(VDI)算法位置精度优于2m,速度精度优于0.1 m/s.
GNSS矢量跟蹤環路(VTL)跟蹤靈敏度和定位精度優于標量跟蹤環路(STL),但實現複雜度高,三箇主要難點是:多通道聯閤跟蹤要求各通道同時穫取觀測量併在同一時刻更新環路參數;高頻率計算衛星位置加重處理器運算負擔;無法跟蹤載波相位導緻無法解調導航電文.以上三箇難點阻礙VTL在硬件平檯上實現,因此商業接收機通常使用容易硬件實現的STL,但性能次優.為瞭在嵌入式硬件平檯上實現VTL,引入三種方法:異步觀測量線性插值、衛星位置計算算法優化、特殊的導航電文解調方法,之後通過倣真驗證優化算法的功能及性能.使用航跡髮生器生成飛機協調轉彎航跡,再使用GNSS衛星信號模擬器產生中頻採樣信號,基于Matlab平檯處理數據併進行瞭對比分析.倣真結果錶明該VTL計算衛星位置效率提升55倍,成功解調導航電文,VTL位置精度優于3m,速度精度優于0.3 m/s,基于該VTL的矢量深組閤(VDI)算法位置精度優于2m,速度精度優于0.1 m/s.
GNSS시량근종배로(VTL)근종령민도화정위정도우우표량근종배로(STL),단실현복잡도고,삼개주요난점시:다통도연합근종요구각통도동시획취관측량병재동일시각경신배로삼수;고빈솔계산위성위치가중처리기운산부담;무법근종재파상위도치무법해조도항전문.이상삼개난점조애VTL재경건평태상실현,인차상업접수궤통상사용용역경건실현적STL,단성능차우.위료재감입식경건평태상실현VTL,인입삼충방법:이보관측량선성삽치、위성위치계산산법우화、특수적도항전문해조방법,지후통과방진험증우화산법적공능급성능.사용항적발생기생성비궤협조전만항적,재사용GNSS위성신호모의기산생중빈채양신호,기우Matlab평태처리수거병진행료대비분석.방진결과표명해VTL계산위성위치효솔제승55배,성공해조도항전문,VTL위치정도우우3m,속도정도우우0.3 m/s,기우해VTL적시량심조합(VDI)산법위치정도우우2m,속도정도우우0.1 m/s.
