資源描述：
《衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GEO衛(wèi)星多徑機理與多徑抑制方法研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、西北工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文（學(xué)位研究生）題目：衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GEO衛(wèi)星多徑機理與多徑抑制方法研究作者：吳鵬學(xué)科專業(yè)：信息與通信工程指導(dǎo)教師：廉保旺2017年9月ResearchontheMechanismandMitigationAlgorithmofGEOSatelliteMultipathErrorByPengWuUndertheSupervisionofProfessorBaowangLianADissertationSubmittedtoNorthwesternPolytechnicalUniversityInpa
2、rtialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofPhilosophyXi’anP.R.ChinaSeptember2017摘要摘要北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）作為國際上四大導(dǎo)航系統(tǒng)之一，正在按照“先區(qū)域，后全球”的思路進(jìn)行快速發(fā)展，BDS的空間星座首次采用了GEO+IGSO+MEO的異構(gòu)星座結(jié)構(gòu)，在建設(shè)過程中可通過發(fā)射少量衛(wèi)星實現(xiàn)較大區(qū)域的覆蓋。高軌道（GEO/IGSO）衛(wèi)星的采用，使BDS系統(tǒng)在具有自己特點的同時，也給BDS帶來了很多不利因素。特別是GEO衛(wèi)星
3、軌道的靜地特性，不但給地面監(jiān)測站正確解算GEO衛(wèi)星軌道參數(shù)帶來了困難，而且由于GEO衛(wèi)星測距信號中存在“頑固”的多徑效應(yīng)，影響GEO衛(wèi)星的測距精度，從而導(dǎo)致衛(wèi)星軌道測算精度下降，降低BDS系統(tǒng)的服務(wù)性能。目前，針對北斗GEO衛(wèi)星多徑效應(yīng)產(chǎn)生機理的研究相對缺乏，相應(yīng)的多徑抑制算法還不夠成熟。論文依托北斗多徑誤差重大科技項目，在大量實測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上針對以上問題展開研究，取得了以下創(chuàng)新性研究成果。1．提出了一種針對GEO衛(wèi)星多徑衰落特性的開普勒多徑衰落因子分析方法。為了研究北斗GEO衛(wèi)星多徑誤差曲線所呈現(xiàn)出時快時慢的衰落特性
4、，論文通過多徑衰落數(shù)學(xué)模型將多徑衰落頻率與衛(wèi)星軌道參數(shù)建立聯(lián)系，并定義了用于分析GEO衛(wèi)星多徑衰落特性的開普勒多徑衰落因子（KMPF）。通過仿真實驗，分析了不同軌道參數(shù)對KMPF的影響，得出了KMPF因子可作為分析GEO衛(wèi)星多徑衰落特性的一個重要參數(shù)的結(jié)論。最后，利用KMPF因子對大量實測數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，實驗表明GEO衛(wèi)星的多徑衰落特性與KMPF曲線變化趨勢具有較強的相關(guān)性——GEO衛(wèi)星多徑誤差曲線的慢衰落區(qū)間與KMPF的第一零陷點對應(yīng)，快衰落區(qū)間與KMPF的第二零陷點對應(yīng)。這就表明可以利用KMPF因子對GEO衛(wèi)星多徑
5、衰落特性進(jìn)行分析，且GEO衛(wèi)星多徑衰落特性與衛(wèi)星軌道有密切關(guān)系；2．提出了一種基于2-FoldCrossValidation的衛(wèi)星多徑數(shù)據(jù)小波去噪算法。該算法針對傳統(tǒng)多徑降噪算法自適應(yīng)性能低、信噪分離性能差的問題，利用統(tǒng)計學(xué)中評估數(shù)據(jù)分類性能的分析方法，無需對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行噪聲特性分析，算法實現(xiàn)簡單，可自適應(yīng)地為離散小波分解算法選取分解層數(shù)，提高信噪分離性能。仿真結(jié)果表明，與基于白噪聲檢驗算法相比，在不同信噪比下，所提方法不僅計算簡單而且在相關(guān)系數(shù)、均方根誤差和平滑度等性能指標(biāo)上分別提升了7.2%、32.8%和23.8%
6、；3．提出了一種GEO衛(wèi)星多徑信號星體反射模型，設(shè)計了反射參數(shù)的數(shù)值計算優(yōu)化算法，可以對實測多徑信號進(jìn)行準(zhǔn)確地擬合或預(yù)測，進(jìn)一步明確了GEO衛(wèi)星多徑誤差的產(chǎn)生機理。論文首先利用本文所提的2-FoldCrossValidation小波去噪算法，對兩個處于相似開闊地形的站點所采集到的GEO衛(wèi)星多徑數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，結(jié)果表明：（1）北斗GEO衛(wèi)星碼多徑觀測量伴隨著一個緩慢波動的誤差，與衛(wèi)星高度角呈現(xiàn)出相關(guān)性，I摘要并且呈現(xiàn)出一定的周期性；（2）北斗GEO衛(wèi)星星體表面對導(dǎo)航信號的反射是造成北斗GEO衛(wèi)星多徑誤差的原因之一。根據(jù)
7、衛(wèi)星星體反射模型，論文設(shè)計了反射參數(shù)數(shù)值優(yōu)化算法，并通過實測數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗證。實驗表明：本文提出的基于實測數(shù)據(jù)的衛(wèi)星多徑反射模型可以很好地對北斗GEO衛(wèi)星實測多徑誤差信號進(jìn)行預(yù)測，在一定程度上解釋了北斗GEO衛(wèi)星多徑產(chǎn)生的機理；4．提出了一種基于小波變換恒星日濾波器的多徑抑制算法和基于GEO衛(wèi)星星體反射模型的多徑抑制算法。根據(jù)實測數(shù)據(jù)的實驗結(jié)果，表明在不同場景下，兩種方法均可以對北斗GEO衛(wèi)星的多徑誤差進(jìn)行有效抑制。論文研究表明：（1）基于小波變換恒星日濾波器的多徑抑制算法不僅在抑制多徑誤差的性能上較傳統(tǒng)恒星日濾波器有較
8、大提高（10.18%～17.04%），而且算法計算量小、可應(yīng)用于實時處理系統(tǒng)；（2）基于GEO衛(wèi)星星體反射模型的多徑抑制算法可以利用衛(wèi)星廣播星歷參數(shù)，對更長時間間隔的多徑誤差信號的時頻圖案進(jìn)行有效預(yù)測，不僅避免了恒星日濾波器的“短時效性”，而且在多徑抑制性能上較傳統(tǒng)恒星日濾波器提升了7%~13%。關(guān)鍵詞：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，GEO衛(wèi)
