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1、328西安理工大學(xué)學(xué)報(bào)JournalofXi’anUniversityofTechnology(2015)Vo1．31No．3文章編號(hào)：1006—4710(2015)03—0328—07基于UBB噪聲的高動(dòng)態(tài)GPS載波跟蹤算法研究江濤，錢富才(西安理工大學(xué)自動(dòng)化與信息工程學(xué)院，陜西西安710048)摘要：GPS接收機(jī)在高動(dòng)態(tài)情況下，載波信號(hào)受到不同類型復(fù)雜噪聲的干擾，且很難獲得這些噪聲的統(tǒng)計(jì)特性，而傳統(tǒng)方法對(duì)噪聲的處理都是假定其統(tǒng)計(jì)特性已知，因此，本文提出了一種基于集員濾波(SMF)的解決方案。該方法首先將噪聲定義成一類未知但有界(UBB)噪
2、聲，然后利用橢球包含UBB噪聲集合及狀態(tài)集合，進(jìn)而采用集員濾波的方法實(shí)現(xiàn)了載波信號(hào)的多普勒頻率估計(jì)，最后通過(guò)Matlab仿真驗(yàn)證該算法的有效性，并與傳統(tǒng)方法進(jìn)行比較。較傳遞函數(shù)設(shè)計(jì)的PLL設(shè)計(jì)方法，提高了環(huán)路的動(dòng)態(tài)適應(yīng)性和精度；較Kalman濾波方法，提高了環(huán)路的魯棒性和快速性。集員濾波為GPS接收機(jī)載波跟蹤環(huán)路的設(shè)計(jì)提供了新的思路。關(guān)鍵詞：GPS；集員濾波；UBB；多普勒頻率；載波跟蹤環(huán)路中圖分類號(hào)：TN967．1文獻(xiàn)標(biāo)志碼：AResearchONhighdynamicGPScarriertrackingalgorithmbasedonUB
3、BnoiseJIANGTao，QIANFucai(FacultyofAutomationandInformationEngineering，XianUniversityofTechnology，Xi’an710048，China)Abstract：Inhighdynamiccondition，thecarriersignalofGPSisinterferedbydifferentkindsofcomplexnoises，anditisverydifficulttoobtainthestatisticcharacteristicsoftheno
4、ise，butthetraditionalmethodisassumedthatthestatisticpropertiesofthenoiseisknown，accordingly，thispaperproposesasolutionbasedonsetmembershipfilter(SMF)．Firstly，thenoiseisdefinedasanunknownbutbounded(UBB)noise，andthentheUBBnoisesetandthestatesetarecon—tainedbytheellipsoid，Dopp
5、lerfrequencyestimationofcarriersignalisaccomplishedbyusingthemethodofsetmembershipfilternext．Finally，theeffectivenessoftheproposedalgorithmisverifiedbyMatlabsimulationandcomparedwiththetraditionalmethod．Comparedwiththemethodbasedontransferfunctionoftrackingloop，theproposeda
6、lgorithmimprovesthedynamicadaptabilityandtrackingprecision；bothrobustnessandspeedinessoftheloopareimprovedcorn—paredwiththeperformanceofKalmanfiltermethod．Accordingly，setmembershipfilterisanewdesignmethodinthefieldofGPSreceivercarriertrackingloop．Keywords：GPS；setmembershipf
7、ilter；UBB；Dopplerfrequency；carriertrackingloopGPS是由美國(guó)建立的高精度全球?qū)Ш蕉ㄎ幌涤诟邉?dòng)態(tài)GPS接收機(jī)產(chǎn)品及技術(shù)進(jìn)行封鎖，因此這統(tǒng)，已經(jīng)在陸地、海洋、航空、航天等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)項(xiàng)研究顯得至關(guān)重要。用。一般GPS接收機(jī)在靜態(tài)、中低動(dòng)態(tài)的情況下能傳統(tǒng)GPS載波跟蹤環(huán)路設(shè)計(jì)采用的是二階或夠進(jìn)行準(zhǔn)確的定位及導(dǎo)航，然而在高動(dòng)態(tài)情況下，傳三階鎖相環(huán)(PhaseLockedLoop，簡(jiǎn)稱PLL)，其中統(tǒng)GPS接收機(jī)無(wú)法準(zhǔn)確的定位導(dǎo)航。目前，國(guó)外對(duì)環(huán)路濾波器的作用在于濾除載波環(huán)路中的噪聲，并收稿日期：2015
8、—04-18基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(61273127，61304204)；國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(61533014)；陜西省科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)資助項(xiàng)目(20
