矢量频率跟踪辅助锁相环的设计与实现
2018-03-06吴雨航邓若凡
中国惯性技术学报 2018年6期
王 前,金 天,吴雨航,邓若凡
(1. 西安邮电大学 电子工程学院,西安 710121;2. 北京航空航天大学 电子信息工程学院,北京 100191)
矢量频率锁定环路(VFLL)是矢量跟踪环路的一种,最早由Pany等提出[1],其设计思想与较早出现的矢量延迟锁定环路(VDLL)类似,都是采用多通道联合处理的方式进行载波频率或码相位的跟踪[2]。然而传统 VFLL环路无法准确跟踪载波相位,不能利用载波相位平滑伪距,导致定位精度和测速精度不够高。
针对上述问题,研究人员开始将VFLL与锁相环(PLL)结果相结合。由于VFLL环路相比于传统频率跟踪环路(FLL)具有更高的频率跟踪精度,因此融合之后的跟踪环路理论上能够提高跟踪环路的性能。前期研究人员的融合方法种类较多。Stefan等人的仿真结果[3]表明,可以将PLL环路的结果与VFLL环路进行融合来提高环路相位跟踪精度。Deambrogio和 Macabiau等人的文章用矢量方法提升了电离层闪烁情况下的载波跟踪性能[4]。胡辉等人的研究结果指出对于高动态的 GPS载波跟踪需要多种手段的组合[5]。Jiang等人利用模糊逻辑的方法将FLL与PLL跟踪进行融合[6]。Zhao等人的研究指出了矢量 PLL电文解调方法,并对此开展了理论性能分析[7]。谢非等人[8]提出了基于快速相关的矢量跟踪算法,使跟踪性能得到提升。
本文在上述研究基础之上,结合二阶FLL辅助三阶PLL(FAPLL)的结构,设计了一种将VFLL频率鉴别结果和PLL相位鉴别结果进行融合的方案,再通过载波相位平滑码伪距提高接收机伪距测量精度,给出了其理论性能分析,并通过软件接收机和模拟仿真数据进行了测试,验证了上述方法的性能提升。……
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