多路徑效應
瀏覽量:1發布時間:2022-12-20 09:47:28
簡介
接收機接收到的衛星信號為失真的衛星發射信號,產生失真的原因之一就是多路徑效應。如果衛星發生的信號經衛星到接收機的直線路徑到達接收機,這接收機接收到的信號為衛星發射信號的延遲,且信號的強度最大。考慮信號在傳播過程中,受一些物體的反射,而改變了信號的傳播方向、振幅、極化以及相位等,這些變化了的信號到達接收機,與通過直線路徑到達接收機的信號產生疊加。這種現象稱為多路徑效應。
影響
多路徑效應是GPS測量中干擾測量質量的主要原因之一。多路徑效應類似于回聲的現象,在接收機收到從衛星直接發射的信號的同時,它也接收到由其他物體反射的衛星信號。在GPS測量中如無法更換測量地點,降低多路徑效應的方法主要有增加衛星截止高度角,但這樣做的同時也會屏蔽掉低高度角的衛星(就是剛從地平線升起的衛星)信號。除此之外還可以增加扼流圈,抑徑板等裝置。但是多路徑效應只能減弱,無法消除。
多路徑效應是指接收機除直接收到衛星發射的信號外,還同時收到經天線周圍地物一次或多次反射的衛星信號。這些信號與直接信號疊加,從而使觀測量產生誤差。而且這種誤差隨天線周圍反射面的性質而異,所以很難建立描述它的數學模型。根據實驗資料的分析表明,在一般反射環境下,多路徑效應對測碼偽距的影響可達米級,對測相偽距的影響可達厘米級;而在高反射環境下,不僅其影響將顯著增大,而且常常導致接收的衛星信號失鎖和使載波相位觀測量產生周跳。因為,對于碼觀測量和載波。相位觀測量,除了電離層折射和多路徑效應之外,其他的誤差都是相同的,所以應用碼觀測量和載波相位觀測量的特殊組合,可以估算出多路徑效應的影響。只是由于碼觀測值的精度不高,這就意味著用這種方法仍無法探測到小的多路徑效應。
多路徑效應的影響,一般包括常數部分和周期性部分,其中常數部分,在同一地點將會日復一日地重復出現。
消弱方法
基線兩端的多路徑效應不具有相關性,無法通過差分技術來消除,從而使多路徑效應誤差成為GPS短基線差分測量的一個主要的誤差來源,如何削弱多路徑效應誤差是GPS高精度測量的一個最主要的問題。當前GPS多路徑效應研究大致可以分為三類:GPS天線設計、接收機信號處理以及數據后處理。通過設計特殊的GPS火線來抑制多路徑的方法主要有天線增益法、天線極化法、扼流圈天線。特殊的天線有效地抑制多路徑效應,但這種天線的體積較大,價格昂貴,而且對于高度角較大的反射信號造成的多路徑效應仍然無能為力。接收機信號處理法是通過改進信號處理技術,在信號處理階段削弱多路徑效應的影響。其中主要有窄相關技術、多路徑削減技術MET(Muhipath Elimination Technology)以及削減多路徑的延遲鎖相環MEDLL(Multipalh Elimination Delay Lock Loop)。前兩種技術只考慮了DLL(Delay Lock Loop)中多路徑的影響,只能改善偽距觀測值中多路徑效應的影響。中多路徑的影響,可有效地削減偽距與相位觀測值中的多路徑效應的影響,這種技術計算量較大,對硬件的要求較高。
接收機接收到的衛星信號為失真的衛星發射信號,產生失真的原因之一就是多路徑效應。如果衛星發生的信號經衛星到接收機的直線路徑到達接收機,這接收機接收到的信號為衛星發射信號的延遲,且信號的強度最大。考慮信號在傳播過程中,受一些物體的反射,而改變了信號的傳播方向、振幅、極化以及相位等,這些變化了的信號到達接收機,與通過直線路徑到達接收機的信號產生疊加。這種現象稱為多路徑效應。
影響
多路徑效應是GPS測量中干擾測量質量的主要原因之一。多路徑效應類似于回聲的現象,在接收機收到從衛星直接發射的信號的同時,它也接收到由其他物體反射的衛星信號。在GPS測量中如無法更換測量地點,降低多路徑效應的方法主要有增加衛星截止高度角,但這樣做的同時也會屏蔽掉低高度角的衛星(就是剛從地平線升起的衛星)信號。除此之外還可以增加扼流圈,抑徑板等裝置。但是多路徑效應只能減弱,無法消除。
多路徑效應是指接收機除直接收到衛星發射的信號外,還同時收到經天線周圍地物一次或多次反射的衛星信號。這些信號與直接信號疊加,從而使觀測量產生誤差。而且這種誤差隨天線周圍反射面的性質而異,所以很難建立描述它的數學模型。根據實驗資料的分析表明,在一般反射環境下,多路徑效應對測碼偽距的影響可達米級,對測相偽距的影響可達厘米級;而在高反射環境下,不僅其影響將顯著增大,而且常常導致接收的衛星信號失鎖和使載波相位觀測量產生周跳。因為,對于碼觀測量和載波。相位觀測量,除了電離層折射和多路徑效應之外,其他的誤差都是相同的,所以應用碼觀測量和載波相位觀測量的特殊組合,可以估算出多路徑效應的影響。只是由于碼觀測值的精度不高,這就意味著用這種方法仍無法探測到小的多路徑效應。
多路徑效應的影響,一般包括常數部分和周期性部分,其中常數部分,在同一地點將會日復一日地重復出現。
消弱方法
基線兩端的多路徑效應不具有相關性,無法通過差分技術來消除,從而使多路徑效應誤差成為GPS短基線差分測量的一個主要的誤差來源,如何削弱多路徑效應誤差是GPS高精度測量的一個最主要的問題。當前GPS多路徑效應研究大致可以分為三類:GPS天線設計、接收機信號處理以及數據后處理。通過設計特殊的GPS火線來抑制多路徑的方法主要有天線增益法、天線極化法、扼流圈天線。特殊的天線有效地抑制多路徑效應,但這種天線的體積較大,價格昂貴,而且對于高度角較大的反射信號造成的多路徑效應仍然無能為力。接收機信號處理法是通過改進信號處理技術,在信號處理階段削弱多路徑效應的影響。其中主要有窄相關技術、多路徑削減技術MET(Muhipath Elimination Technology)以及削減多路徑的延遲鎖相環MEDLL(Multipalh Elimination Delay Lock Loop)。前兩種技術只考慮了DLL(Delay Lock Loop)中多路徑的影響,只能改善偽距觀測值中多路徑效應的影響。中多路徑的影響,可有效地削減偽距與相位觀測值中的多路徑效應的影響,這種技術計算量較大,對硬件的要求較高。