旋转条件下非连续卫星导航信号处理技术

来源：系统工程与电子技术杂志2021年第9期北京时间：

作者：袁赫良, 金天, 曲家庆, 吕红丽

单位：1. 北京航空航天大学电子信息工程学院, 北京 100083；2. 上海无线电设备研究所, 上海 201109；3. 中国电子科技集团公司第二十研究所, 陕西 西安 710068

摘要：针对传统卫星导航技术无法估计旋转载体的转速, 且旋转导致的卫星信号非连续性使得定位和转速估计更加困难的问题，提出一种基于多天线结构的开环跟踪与差分卡尔曼滤波相结合的跟踪定位方法, 并利用相邻天线间的多普勒频率差值实现载体转速估计。同时，利用开环结构无反馈回路和快拍方式工作的特点实现对非连续信号的跟踪。差分卡尔曼滤波以相邻历元间差分值进行建模, 消除原始观测量中公共偏差, 实现跟踪信息的融合滤波和定位。最后，利用相邻天线间共视卫星的多普勒频率差值实现载体转速估计。基于模拟信号和实际信号的实验结果表明，所提算法能够实现对卫星信号的持续跟踪, 并且获得高精度的定位结果, 对转速的估计误差的标准差不超过1 rps。

关键词：卫星导航,旋转非连续,开环跟踪,差分卡尔曼滤波,转速估计

基金资助：国家自然科学基金(62071020);上海航天科技创新基金(SAST2018076);陕西省组合与智能导航重点实验室开放基金(SLKIIN-20190106)