孙鹏跃，唐小妹，陈华明，孙广富

(国防科技大学 电子科学与工程学院， 湖南 长沙　410073)



BDS导航信号抗电离层闪烁载波跟踪的自适应卡尔曼滤波算法*

孙鹏跃，唐小妹，陈华明，孙广富

(国防科技大学 电子科学与工程学院， 湖南 长沙410073)

摘要：电离层闪烁会引起导航信号幅度和相位的快速衰落，严重影响跟踪环路的精度和稳健性，而相比频率跟踪和伪码跟踪，载波跟踪环路更易受电离层闪烁的影响而失锁。因此，提出一种基于相位锁定指示自适应扩展卡尔曼滤波的北斗导航信号抗电离层闪烁载波跟踪算法，其以同相与正交支路的积分结果估计相位锁定指示值，并采用该指示作为控制参数对不同闪烁场景下扩展卡尔曼滤波的观测向量进行自适应调整，这不仅能够提高跟踪环路的精度和稳健性，而且能够降低扩展卡尔曼滤波发散的概率。实验结果验证了相关分析和所提跟踪算法的有效性。

关键词：电离层闪烁；相位锁定指示；自适应扩展卡尔曼滤波；鉴相误差；失锁概率

电离层不均匀性会造成全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)信号的绕射和散射，形成电离层闪烁[1-2]，引起信号幅度和相位的快速衰落，严重时导致信号失锁，会显著影响监测接收机等系统设备的连续性和稳定性[3-4]。中国区域电离层闪烁较美国及欧洲等国家和地区更为复杂多变，尤其是赤道上空电离层的异常导致中国南方地区电离层活动十分活跃[5]，对北斗卫星导航系统(BeiDou navigation satellite System, BDS)用户性能产生了非常严重的影响。……