跟踪环总结
标签:
教育 |
分类: GNSS技术点滴记录 |
a.跟踪最终目的是为了得到导航电文,而捕获的精度不足以实现导航电文数据的解调。因为解调数据一般必须在进入稳定的跟踪状态以后才可以进行。
b.同时随着卫星和接收机的相对运动,天线接收到的信号的载波频率和伪码相位还在时刻发生改变,而且更为棘手的是,接收机本地的始终的钟漂和随机抖动也会影响对已捕获信号的锁定。
c.如果没有对载波NCO和伪码NCO的持续不断地动态调整,捕获的信号会很快就失锁。而信号跟踪从其本质来说就是为了实现对信号的稳定跟踪而采取的一种对环路参数的动态调整策略。
2.捕获到跟踪关系
经过捕获之后,可以得到信号来自哪些卫星(PRN),估计的载波频率,估计的码相位;进行码跟踪时,这些结果用于初始化本地载波和调整读取接收信号的位置,保证1chips范围内的码误差下进行跟踪。
3. 跟踪概述
跟踪环框图
信号跟踪可以分为载波跟踪和伪码跟踪。在GPS接受机内部必须有这两个跟踪环,而且,这两个跟踪环必须紧密耦合在一起,缺一不可。
跟踪环的基本原理是基本锁相环,基本锁相环的文档已经整理好,上传博客,所以这里就不详细描述,下面根据跟踪环特性,对产生的几个重要问题作总结。
http://s10/mw690/752c8c4egx6C4G74NMB99&690
http://s16/mw690/752c8c4egx6C4G77WMv9f&690
http://s4/mw690/752c8c4egx6C4G7cTnB63&690
http://s2/mw690/752c8c4egx6C4G7sTfje1&690
http://s4/mw690/752c8c4egx6C4G7JiMjc3&690
http://s15/mw690/752c8c4egx6C4G7ZKSW4e&690
http://s16/mw690/752c8c4egx6C4G84kR94f&690
http://s5/mw690/752c8c4egx6C4G87xdic4&690
http://s12/mw690/752c8c4egx6C4G8ApET6b&690
http://s10/mw690/752c8c4egx6C4G8R5zP59&690
http://s6/mw690/752c8c4egx6C4G9gEtLa5&690
http://s5/mw690/752c8c4egx6C4G9kX2Y54&690
http://s9/mw690/752c8c4egx6C4GzvQiQ58&690
http://s4/mw690/752c8c4egx6C4GzzHCbc3&690
http://s10/mw690/752c8c4egx6C4GHC3uFb9&690
c.跟踪精度:反映在跟踪误差上。通过经验公式分析FLL环和PLL环和实验验证可知,在相同的预检积分时间、载噪比、噪声带宽的条件下FLL的测量误差要大于PLL的测量误差近3倍。那么在接收机为静态机的情况下,那么使用PLL环路的定位精度远优于使用FLL环路的接收机。
http://s16/mw690/752c8c4egx6C4GXzKLd7f&690
http://s16/mw690/752c8c4egx6C4GXDwRNbf&690
http://s14/mw690/752c8c4egx6C4H4kBkNdd&690
总结:
归一化消除了信号幅度参量,使得环路对信号幅度变化不敏感。同时,归一化处理将载波频率偏差因素消除了,在无载波环辅助码环的情况下,使得伪码跟踪环和载波跟踪环相互独立,伪码跟踪环的性能不受载波跟踪环的影响,增强了系统的稳定性。
5.跟踪环总结
跟踪环学习理解,重点是鉴相算法和误差分析的学习与实验验证,了解整个环路性能。
(1)在高动态的情况下,预检积分时间要尽量短以适应快速变化;
(2)在微弱信号的情况下,为保证正常工作,预检积分时间尽量长;
(3)热噪声与环路带宽成正比,与预检积分时间成反比,动态应力误差与环路带宽成正比
为维持跟踪环工作,载波相位跟踪环应采用三阶环,而频率跟踪环采用二阶环,码跟踪环由于有载波跟踪环的辅助,因而采用二阶环。
5.1载波跟踪环总结
根据误差公式分析可以得出以下结论:
PLL环
(1)PLL跟踪环热噪声误差 与环路带宽Bn的平方根成正比。
(2)PLL跟踪环热噪声误差与预检积分时间成反比。
(3)随着C/N的增加,延长预检积分时间T不能有效的降低热噪声颤动,为了适应载体动态性,要求T尽量短,因此T需要折衷选取,并且其影响结果不如带宽明显,特别是当载噪比比较高的时候。
FLL环与PLL环性质类似,这里就不详细说明了。
5.2码环总结
根据误差公式分析可以得出以下结论:
(1)热噪声误差与Bn成正比,减小Bn可以有效减小环路热噪声引起的误差;
(2)动态应力误差与带宽成反比,带宽Bn越大,对应的Re越小;
(3)热噪声误差与码相关间隔成正比,减小码相关间隔可以降低跟踪环路误差,但在高动态环境下将导致码跟踪环容忍载体动态的能力降低;
(4)热噪声误差与预检积分时间成反比;
热噪声误差与动态应力误差是相互矛盾的,两者中任何一个的减小都会使得另一个增大,相互制约。

加载中…