矢量结构对载波相位的预测

doi:10.7527/S1000-6893.2022.27403

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矢量结构对载波相位的预测

丁继成, 何欣庭(), 裴天炜, 杨皓

哈尔滨工程大学智能科学与工程学院，哈尔滨　150001

收稿日期:2022-05-09 修回日期:2022-05-20 接受日期:2022-08-18 出版日期:2023-06-25 发布日期:2022-08-31
通讯作者: 何欣庭 E-mail:hext1997@hrbeu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(61633008);黑龙江省高精度卫星导航及海洋应用重点实验室开放基金(HKL-2021-Z01)

Prediction of carrier phase by vector structure

Jicheng DING, Xinting HE(), Tianwei PEI, Hao YANG

College of Intelligent Systems Science and Engineering，Harbin Engineering University，Harbin 　150001，China

Received:2022-05-09 Revised:2022-05-20 Accepted:2022-08-18 Online:2023-06-25 Published:2022-08-31
Contact: Xinting HE E-mail:hext1997@hrbeu.edu.cn
Supported by:
National Natural Science Foundation of China(61633008);Heilongjiang Province Key Laboratory of High Accuracy Satellite Navigation and Marine Application Laboratory(HKL-2021-Z01)

摘要/Abstract

摘要：

高精度定位通常采用载波相位测距，而当全球导航卫星系统（GNSS）接收机信号受到遮挡、存在干扰等环境影响时，载波相位易出现跟踪不连续的问题，从而影响定位精度。针对这一问题提出了一种采用矢量结构对载波相位的预测方法，预测值辅助载波相位的跟踪，为了使预测值对载波相位跟踪效果更好，使用接收信号的质量确定预测值对载波相位的影响比例。最后，试验验证了通过矢量结构对载波相位进行预测，有效地改善了载波相位的跟踪能力，从而对载波相位连续跟踪，并有效地提高定位精度。

关键词: 不理想环境, 高精度, 矢量结构, 载波相位预测, 连续跟踪

Abstract:

Carrier phase ranging is usually used for high-precision positioning. When the signal of the Global Navigation Satellite System （GNSS） receiver is affected by occlusion， interference and other environments， the carrier phase is prone to the problem of discontinuous tracking， which affects the positioning accuracy. To solve this problem， this paper proposes a carrier phase prediction method using the vector structure. The predicted value assists carrier phase tracking. To achieve better tracking of the carrier phase with the predicted value， the influence proportion of the predicted value on the carrier phase is determined by the quality of the received signal. Finally， the experiment verifies that prediction of the carrier phase through the vector structure can effectively improve the tracking ability of the carrier phase， so as to keep a continuous tracking of the carrier phase and effectively improve the positioning accuracy.

Key words: unsatisfactory environment, high-precision, vector structure, carrier phase prediction, continuous tracking

中图分类号:

V243.1

丁继成, 何欣庭, 裴天炜, 杨皓. 矢量结构对载波相位的预测[J]. 航空学报, 2023, 44(S1): 727403-727403.

Jicheng DING, Xinting HE, Tianwei PEI, Hao YANG. Prediction of carrier phase by vector structure[J]. Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, 2023, 44(S1): 727403-727403.

图/表 23

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参考文献 24

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载噪片/dBHz	预测载波相位值所占比例/%
50≤CNR<60	20
40≤CNR<50	30
30≤CNR<40	40
20≤CNR<30	60
CNR≤20	80
失锁	100

接收机类型	CEP95（水平）/m	CEP95（天向）/m
传统标量接收机	4.62	3.02
矢量码频率跟踪接收机	2.69	2.01
基于PPP无预测值辅助	1.06	0.76
基于PPP有预测值辅助	0.33	0.22

基于PPP有预测值辅助接收机与其他接收机定位精度对比	CEP95水平方向精度提升百分比	CEP95垂直方向精度提升百分比
与传统标量接收机对比	92.86	92.72
与矢量码相位跟踪接收机对比	87.73	89.05
与基于PPP无预测值辅助接收机对比	68.87	71.05

实验场景与性能提高	CEP95 （水平）	CEP95 （垂直）
场景1+传统	11.72 m	10.33 m
场景1+矢量	0.44 m	0.37 m
性能提高百分比（场景1）	96.25%	96.42%
场景2+传统（多路径严重）	13.10 m	21.02 m
场景2+矢量（多路径严重）	0.45 m	0.50 m
性能提高百分比（场景2）	96.56%	97.62%
相对多路径抑制作用提高百分比	0.31%	1.20%

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