GNSS多徑信號模型及測高方法

GNSS多徑信號模型及測高方法GNSS多徑信號模型及測高方法摘要：GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）作為一種全球性的定位和導(dǎo)航技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。然而，由于大氣、地形和建筑物等環(huán)境的影響，GNSS信號存在多徑效應(yīng)，導(dǎo)致測量結(jié)果的誤差增大。本論文將介紹GNSS多徑信號模型以及基于多徑信號模型的測高方法，以期提高GNSS測量的精度和可靠性。一、引言GNSS技術(shù)是一種基于衛(wèi)星定位的技術(shù)，通過接收來自多顆衛(wèi)星的信號來計(jì)算接收器的位置和速度。然而，由于信號在傳播過程中受到地球大氣、地形和建筑物等環(huán)境的影響，信號會經(jīng)歷多徑效應(yīng)，即信號在傳播過程中從反射體上反射造成的多個(gè)信號到達(dá)接收器的現(xiàn)象。多徑效應(yīng)使得GNSS的定位和導(dǎo)航精度降低，尤其是在城市、山區(qū)和建筑物密集的地區(qū)。二、GNSS多徑信號模型為了理解多徑效應(yīng)的影響，需要建立多徑信號模型。GNSS多徑信號模型可以分為靜態(tài)多徑和動態(tài)多徑。靜態(tài)多徑是指信號在傳播過程中反射體位置相對于接收器是固定不變的情況，動態(tài)多徑是指反射體位置相對于接收器是隨著時(shí)間變化的情況。靜態(tài)多徑信號模型包括直達(dá)信號和反射信號兩部分。直達(dá)信號是指信號直接從衛(wèi)星到達(dá)接收器的傳播路徑，其相位和頻率不發(fā)生改變。反射信號是指信號經(jīng)過一次或多次反射后到達(dá)接收器，因此其相位和頻率會發(fā)生變化。靜態(tài)多徑信號模型可以表示為：r(t)=r0(t)+∑Aj*ej*φ(t-τj)+n(t)其中，r(t)是接收器接收到的總信號，r0(t)是直達(dá)信號，Aj是反射系數(shù)，ej是反射信號的傳播路徑，φ(t-τj)是相位差，n(t)是噪聲。動態(tài)多徑信號模型考慮了反射體位置隨時(shí)間變化的情況，可以表示為：r(t)=r0(t)+∑Aj(t)*ej(t)*φ(t-τj(t))+n(t)三、GNSS測高方法基于多徑信號模型的測高方法旨在消除或降低多徑效應(yīng)對測高結(jié)果的影響，提高測高精度。1.多頻率測高方法：利用GNSS接收器同時(shí)接收多個(gè)頻率的信號，在不同頻率下多徑效應(yīng)的影響程度不同，通過多頻率信號的組合來消除多徑效應(yīng)。2.多天線測高方法：利用接收器上多個(gè)天線接收信號，通過對不同天線的信號進(jìn)行組合來消除多徑效應(yīng)。3.多接收器測高方法：同時(shí)使用多臺接收器接收信號，利用多臺接收器之間的差異來消除多徑效應(yīng)。4.多模型測高方法：通過建立多個(gè)多徑信號模型，利用模型間的差異來消除多徑效應(yīng)。5.后處理測高方法：在測量完成后使用后處理方法來消除多徑效應(yīng)。后處理方法可以通過對信號的統(tǒng)計(jì)分析、濾波和滑動窗口等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。四、總結(jié)與展望GNSS多徑信號模型和測高方法是提高GNSS測量精度和可靠性的重要手段。通過理解多徑效應(yīng)的產(chǎn)生原理和建立相應(yīng)的多徑信號模型，可以采取多種測高方法來消除或降低多徑效應(yīng)的影響。未來的研究應(yīng)該致力于進(jìn)一步改進(jìn)多徑信號模型和測高方法，提高GNSS測量的精度和可靠性，以滿足不斷發(fā)展的定位和導(dǎo)航需求。參考文獻(xiàn)：[1]JinSG,MouS,SunX,etal.GNSSMultipathEffectsandMitigationTechniques[J].ProgressinElectromagneticsResearchC,2012,34:103-116.[2]Leandro,R.,Warnant,R.AprogressivemethodtoreducethemultipatheffectonGPSheightsbyusingtheelevation-dependentweightfactormodel.SurveyReview,2009,41(313):342–355.[3]JingN.