GNSS多径信号模型及测高方法

GNSS多径信号模型及测高方法GNSS多径信号模型及测高方法摘要：GNSS（全球导航卫星系统）作为一种全球性的定位和导航技术，已经广泛应用于各个领域。然而，由于大气、地形和建筑物等环境的影响，GNSS信号存在多径效应，导致测量结果的误差增大。本论文将介绍GNSS多径信号模型以及基于多径信号模型的测高方法，以期提高GNSS测量的精度和可靠性。一、引言GNSS技术是一种基于卫星定位的技术，通过接收来自多颗卫星的信号来计算接收器的位置和速度。然而，由于信号在传播过程中受到地球大气、地形和建筑物等环境的影响，信号会经历多径效应，即信号在传播过程中从反射体上反射造成的多个信号到达接收器的现象。多径效应使得GNSS的定位和导航精度降低，尤其是在城市、山区和建筑物密集的地区。二、GNSS多径信号模型为了理解多径效应的影响，需要建立多径信号模型。GNSS多径信号模型可以分为静态多径和动态多径。静态多径是指信号在传播过程中反射体位置相对于接收器是固定不变的情况，动态多径是指反射体位置相对于接收器是随着时间变化的情况。静态多径信号模型包括直达信号和反射信号两部分。直达信号是指信号直接从卫星到达接收器的传播路径，其相位和频率不发生改变。反射信号是指信号经过一次或多次反射后到达接收器，因此其相位和频率会发生变化。静态多径信号模型可以表示为：r(t)=r0(t)+∑Aj*ej*φ(t-τj)+n(t)其中，r(t)是接收器接收到的总信号，r0(t)是直达信号，Aj是反射系数，ej是反射信号的传播路径，φ(t-τj)是相位差，n(t)是噪声。动态多径信号模型考虑了反射体位置随时间变化的情况，可以表示为：r(t)=r0(t)+∑Aj(t)*ej(t)*φ(t-τj(t))+n(t)三、GNSS测高方法基于多径信号模型的测高方法旨在消除或降低多径效应对测高结果的影响，提高测高精度。1.多频率测高方法：利用GNSS接收器同时接收多个频率的信号，在不同频率下多径效应的影响程度不同，通过多频率信号的组合来消除多径效应。2.多天线测高方法：利用接收器上多个天线接收信号，通过对不同天线的信号进行组合来消除多径效应。3.多接收器测高方法：同时使用多台接收器接收信号，利用多台接收器之间的差异来消除多径效应。4.多模型测高方法：通过建立多个多径信号模型，利用模型间的差异来消除多径效应。5.后处理测高方法：在测量完成后使用后处理方法来消除多径效应。后处理方法可以通过对信号的统计分析、滤波和滑动窗口等技术来实现。四、总结与展望GNSS多径信号模型和测高方法是提高GNSS测量精度和可靠性的重要手段。通过理解多径效应的产生原理和建立相应的多径信号模型，可以采取多种测高方法来消除或降低多径效应的影响。未来的研究应该致力于进一步改进多径信号模型和测高方法，提高GNSS测量的精度和可靠性，以满足不断发展的定位和导航需求。参考文献：[1]JinSG,MouS,SunX,etal.GNSSMultipathEffectsandMitigationTechniques[J].ProgressinElectromagneticsResearchC,2012,34:103-116.[2]Leandro,R.,Warnant,R.AprogressivemethodtoreducethemultipatheffectonGPSheightsbyusingtheelevation-dependentweightfactormodel.SurveyReview,2009,41(313):342–355.[3]JingN.