基于ST-UKF的高动态GPS载波参数估计

来源：电讯技术杂志2022年第4期北京时间：

作者：王小会,李晓青,薛延刚

单位：(兰州工业学院 电气工程学院，兰州 730050)

摘要：为了克服高动态引起的多普勒效应，解决传统跟踪环路容易失锁的问题，提出了一种基于强跟踪无迹卡尔曼滤波(Strong Tracking Unscented Kalman Filter，STUKF)参数估计器的高动态全球定位系统（Global Positioning System，GPS）载波跟踪环路，采用非线性滤波算法取代了传统GPS载波跟踪环路结构中的环路滤波器。此外，设计了STUKF参数估计器，应用该方案分别在高动态、高载噪比和高动态、低载噪比环境下对高动态GPS载波进行跟踪，并应用多个非线性算法在高动态GPS载波跟踪环路中进行比对。实验结果表明，随着环路载噪比的增大，从20 dBHz至30 dBHz，STUKF参数估计器对相位、多普勒频率及其一阶、二阶导数估计的均方根误差分别减小1.219 2 rad、2.880 5 Hz、8.959 0 Hz/s和17.480 3Hz/s2，证明了STUKF参数估计器的有效性，以及跟踪环路可以完成高动态GPS载波跟踪。

关键词：全球定位系统；载波跟踪；强跟踪无迹卡尔曼滤波（ST UKF）；高动态；

基金资助：国家自然科学基金资助项目(51769012);甘肃省高等学校创新能力提升项目(2020A 142);兰州工业学院青年科技创新项目(2020KJ 19)