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伪码调相-线性调频的低轨导航信号波形及捕获性能 被引量:1
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作者 林红磊 耿敏嫣 +3 位作者 付栋 欧钢 肖伟 马明 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第1期211-222,共12页
低轨导航星座卫星数量多,信号多普勒频偏大,接收机冷启动搜索空间巨大,捕获速度慢,该文提出一种伪码调相-线性调频(CSK-LFM)的导航信号波形,线性调频提高信号的多普勒容限,不同伪码相位实现不同卫星的多址播发,可以极大压缩卫星号、时... 低轨导航星座卫星数量多,信号多普勒频偏大,接收机冷启动搜索空间巨大,捕获速度慢,该文提出一种伪码调相-线性调频(CSK-LFM)的导航信号波形,线性调频提高信号的多普勒容限,不同伪码相位实现不同卫星的多址播发,可以极大压缩卫星号、时延、多普勒3维搜索空间,加快了捕获信号捕获速度。仿真和实验结果表明,当信号强度为40 dBHz时,采用CSK-LFM调制的导航信号,其捕获性能比同等条件下的传统直接扩频序列(DSSS)调制的导航信号高1 dB左右,且信号搜索空间可降低为直接扩频序列调制的1/10。 展开更多
关键词 低轨导航信号 线性调频 CSK调制 信号捕获
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利用部分可信信号的导航终端欺骗干扰检测方法
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作者 王环宇 林红磊 +1 位作者 欧钢 唐小妹 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期4053-4061,共9页
导航信号认证服务处于初步部署阶段,认证信号对地覆盖重数无法满足独立定位授时需求,现有研究对这一阶段利用部分通过认证的信号,即可信信号,实现欺骗检测的方法关注度较低。针对这一现状,该文根据欺骗攻击原理,提出以可信信号为基准,... 导航信号认证服务处于初步部署阶段,认证信号对地覆盖重数无法满足独立定位授时需求,现有研究对这一阶段利用部分通过认证的信号,即可信信号,实现欺骗检测的方法关注度较低。针对这一现状,该文根据欺骗攻击原理,提出以可信信号为基准,基于可信信号伪距残差的欺骗检测方法,建立该场景下的欺骗检测模型,并分析影响所提方法检测性能的因素。经过仿真,在可信卫星数目为3颗、用户定位精度约10 m条件下,当欺骗导致的定位偏差为100 m时,该方法的平均欺骗检测概率可达0.96。此外,该文对算法欺骗检测盲区进行了分析,证明所提算法对于绝大部分欺骗导致的定位结果均有效。 展开更多
关键词 抗欺骗 导航认证信号 接收机自主完好性监测 伪距残差
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物理不可克隆函数的机器学习防御与攻击综述
3
作者 寇瑜萍 邓丁 +2 位作者 欧钢 黄仰博 牟卫华 《无线电工程》 2024年第4期1009-1018,共10页
随着卫星导航技术的发展,芯片、模块和板卡等导航产品被广泛应用到各种导航终端设备上,但这些设备在开放环境中的通信安全问题日益凸显。物理不可克隆函数(Physical Unclonable Function, PUF)是一种新型“硬件指纹”技术,基于PUF的身... 随着卫星导航技术的发展,芯片、模块和板卡等导航产品被广泛应用到各种导航终端设备上,但这些设备在开放环境中的通信安全问题日益凸显。物理不可克隆函数(Physical Unclonable Function, PUF)是一种新型“硬件指纹”技术,基于PUF的身份认证方式可以对设备进行硬件层面的认证,满足其轻量级和高安全性的认证需求。针对多数PUF易受到机器学习(Machine Learning, ML)建模攻击的问题,对不同的结构改进方法进行介绍,分析了几种常用ML攻击算法的特点,提出了防御和攻击两方面的性能评价方法,从安全性方面讨论了PUF的未来发展趋势。 展开更多
关键词 物理不可克隆函数 导航设备 抗攻击结构 机器学习 可靠性
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一种应用于数据通道综合的定向搜索流水调度算法 被引量:1
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作者 欧钢 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期36-43,共8页
流水调度是专用数字信号处理器高层综合中一个困难而急待解决的问题。给出了一种定向搜索流水调度算法 ,目标是使全面考虑了运算单元、寄存器和互连的硬件代价最小化。它作为一种利用启发信息的迭代算法 ,一方面克服了确定性算法爬峰能... 流水调度是专用数字信号处理器高层综合中一个困难而急待解决的问题。给出了一种定向搜索流水调度算法 ,目标是使全面考虑了运算单元、寄存器和互连的硬件代价最小化。它作为一种利用启发信息的迭代算法 ,一方面克服了确定性算法爬峰能力差、易于陷于局部极值的缺点 ,另一方面启发信息的利用加快了搜索过程。 展开更多
关键词 数据通道综合 定向搜索流水调度算法 高层综合 流水时序调度 数字信号处理 数据流图
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应用于流水时序调度的归一化定时数据流图理论 被引量:1
5
作者 欧钢 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期66-72,共7页
流水时序调度是专用数字信号处理器高层综合中的一个困难而急待解决的问题 ,文中提出了一种有着鲜明物理意义的归一化定时数据流图 ,基于节点移动研究了合法流水调度变换的内部机理 ,从而证明从任一合法的初始流水调度出发 ,通过合法的... 流水时序调度是专用数字信号处理器高层综合中的一个困难而急待解决的问题 ,文中提出了一种有着鲜明物理意义的归一化定时数据流图 ,基于节点移动研究了合法流水调度变换的内部机理 ,从而证明从任一合法的初始流水调度出发 ,通过合法的节点移动可以搜索到设计空间中任何一个合法的流水调度。一个合法、完备的变换集 ,为寻优搜索的算法应用于流水调度解决了理论和算法实现问题。文中还给出了一些实验结果。 展开更多
关键词 高层综合 流水时序调度 数字信号处理器 归一化 定时数据流图
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线型数据通道高层综合的运算单元优化分配算法
6
作者 欧钢 雍少为 王飞雪 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期56-60,共5页
运算单元分配是高层综合的关键算法之一。采用了一种面向数字信号处理应用、规则的线型数据通道模型,其中心思想是全局互联的最小化。以最小着色算法构造的一个初始分配为起点,采用随机进化算法对其进行迭代改善,以减小数据寄存器数和... 运算单元分配是高层综合的关键算法之一。采用了一种面向数字信号处理应用、规则的线型数据通道模型,其中心思想是全局互联的最小化。以最小着色算法构造的一个初始分配为起点,采用随机进化算法对其进行迭代改善,以减小数据寄存器数和运算单元之间的数据交换。最后还给出了典型实例的实验结果。 展开更多
关键词 高层综合 组合优化 运算单元优化分配算法 线型数据通道 数字信号处理
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阵列排序器的VHDL设计方法
7
作者 欧钢 陈辉煌 沈振康 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第2期75-79,共5页
VHDL是数字电路设计和描述的标准语言。讨论了脉动阵列结构的排序运算器及其改进电路,它们简洁的VHDL描述,经计算机的综合自动生成FPGA或ASIC的门级网表。实践证明,应用VHDL可以极大地提高设计效率。
关键词 VHDL 阵列排序器 排序器 设计 数字电路
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可重构线阵图像制导信息处理机
8
作者 欧钢 陈辉煌 卢焕章 《红外与激光工程》 EI CSCD 1998年第6期8-11,共4页
以一种动态可重构线阵作为整体结构,同时把所有的接口与控制电路集成在几片现场可编程门阵列(FPGA)芯片中,实现了一种高性能红外图像制导处理机。在这个系统框架中设计了一些针对特定算法模块的专用处理器,如实现噪声白化和去... 以一种动态可重构线阵作为整体结构,同时把所有的接口与控制电路集成在几片现场可编程门阵列(FPGA)芯片中,实现了一种高性能红外图像制导处理机。在这个系统框架中设计了一些针对特定算法模块的专用处理器,如实现噪声白化和去除面目标的单帧预处理器、单帧点目标粗检处理器等,这些处理器都能够集成在单片FPGA中,这种处理机具有模块化、接口标准化、结构灵活、易扩展的特点。 展开更多
关键词 处理机 成像制导 图像处理 专用集成电路
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图像制导信息处理机设计
9
作者 欧钢 卢焕章 陈辉煌 《红外与激光工程》 EI CSCD 1998年第5期1-3,共3页
实用化、超高速处理机是成像跟踪中一个关键的技术难题,文中从结构、硬软分割、电路实现技术等方面探讨了图像信息处理机系统的设计思路。笔者认为,只有深入研究图像跟踪算法的特点,采用恰当的处理机结构,而且充分利用现代大规模集成电... 实用化、超高速处理机是成像跟踪中一个关键的技术难题,文中从结构、硬软分割、电路实现技术等方面探讨了图像信息处理机系统的设计思路。笔者认为,只有深入研究图像跟踪算法的特点,采用恰当的处理机结构,而且充分利用现代大规模集成电路技术和其他电路工艺所提供的物理实现手段,才能研制出高性能和小型化的弹载、星载图像信息处理机。 展开更多
关键词 处理机 成像制导 图像处理 制导 设计
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基于非相干积累的微小伪距偏差RAIM方法研究 被引量:11
10
作者 沙海 黄新明 +2 位作者 刘文祥 徐博 欧钢 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期708-712,共5页
针对传统RAIM算法难以检测连续微小伪距偏差的问题,提出一种基于非相干积累的微小伪距偏差RAIM方法。该方法通过对多个历元时刻奇偶矢量的非相干积累,使得检测统计量的非中心参数增大,从而提高算法对于微小伪距偏差的故障检测概率。理... 针对传统RAIM算法难以检测连续微小伪距偏差的问题,提出一种基于非相干积累的微小伪距偏差RAIM方法。该方法通过对多个历元时刻奇偶矢量的非相干积累,使得检测统计量的非中心参数增大,从而提高算法对于微小伪距偏差的故障检测概率。理论分析和仿真结果表明,该方法在历元累加数为10时,可以显著提高对微小伪距偏差的检测性能,其可检测最小伪距偏差值约为传统奇偶矢量法的1/3。同时,该方法无需判断伪距偏差符号,在伪距偏差快速变化条件下,也能有效检测出微小伪距偏差。 展开更多
关键词 卫星导航系统 接收机自主完好性监测 微小缓变伪距偏差 奇偶矢量 非相干积累
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大动态范围星载导航接收机AGC电路性能分析与优化设计 被引量:8
11
作者 李柏渝 孙莉 +2 位作者 伍俊 周力 欧钢 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期48-52,共5页
"导航战"条件下要求接收机具有较强的抗干扰性能,射频电路是制约接收机抗干扰性能的瓶颈之一。针对星载导航接收机的特点,同时兼顾弱信号接收与强信号接收的情况,以接收机在整个信号范围内工作时能够抑制的干信比J最大为优化... "导航战"条件下要求接收机具有较强的抗干扰性能,射频电路是制约接收机抗干扰性能的瓶颈之一。针对星载导航接收机的特点,同时兼顾弱信号接收与强信号接收的情况,以接收机在整个信号范围内工作时能够抑制的干信比J最大为优化目标,分析了电路允许实现的最大干信比Jmax及射频电路各级增益的求解方法;进而针对纯电阻网络组成的特殊AGC电路,简化了求解方法;给出了该类AGC电路的设计实例,测试结果满足35dB的干信比指标要求。分析方法不仅适用于导航接收机设计,还可推广应用于指导各类接收机的设计。 展开更多
关键词 自动增益控制 噪声系数 动态范围 抗干扰 干信比
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天线阵载波相位双差的欺骗干扰检测技术 被引量:11
12
作者 张鑫 庞晶 +1 位作者 苏映雪 欧钢 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期55-60,共6页
针对采用单一发射天线的导航信号欺骗干扰,研究了基于天线阵载波相位双差的欺骗干扰检测技术,采用代数方法证明了三元非线阵是进行导航信号到达角无模糊解算的最少阵元数和阵型要求,并以相应阵型为基础,提出了基于天线阵载波相位双差的... 针对采用单一发射天线的导航信号欺骗干扰,研究了基于天线阵载波相位双差的欺骗干扰检测技术,采用代数方法证明了三元非线阵是进行导航信号到达角无模糊解算的最少阵元数和阵型要求,并以相应阵型为基础,提出了基于天线阵载波相位双差的欺骗干扰检测量构造方法,给出了检测性能的分析方法,定义了用于限制检测性能下降的最小检测门限。采用蒙特卡洛方法对所提检测方法的检测性能进行了仿真,结果验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 欺骗干扰 天线阵 到达角检测 载波相位双差 检测性能
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通道非理想特性对导航接收机伪码测距零值的影响分析 被引量:13
13
作者 李柏渝 陈雷 +1 位作者 李彩华 欧钢 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第9期2138-2143,共6页
零值测量是卫星导航系统的一个重要指标。实际物理信道的幅度频率特性与相位频率特性会对时延估计零值产生不同的影响。目前尚没有针对该问题的一般性的量化分析方法。该文定量分析了任意通道非理想特性对于伪码测距零值的影响;并在软... 零值测量是卫星导航系统的一个重要指标。实际物理信道的幅度频率特性与相位频率特性会对时延估计零值产生不同的影响。目前尚没有针对该问题的一般性的量化分析方法。该文定量分析了任意通道非理想特性对于伪码测距零值的影响;并在软件接收机上对分析结果进行了仿真验证,仿真结果与理论分析高度吻合。该文中的分析模型与分析方法可推广用于通道非理想特性对于载波相位零值影响的分析。 展开更多
关键词 导航接收机 伪距 零值 通道非理性特性
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建立GNSS时间基准的构想和思考 被引量:8
14
作者 伍贻威 朱祥维 +2 位作者 龚航 孙广富 欧钢 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1818-1826,共9页
本文论述了作者对建立全球导航卫星系统(GNSS,Gloal Navigation Satellite System)的系统时间GNSST,守时实验室的时间基准TA(k)和UTC(k)(k为实验室代号)的整体构想和一些思考,并论述了时间尺度算法,驾驭算法,钟差预测算法是如何在其中... 本文论述了作者对建立全球导航卫星系统(GNSS,Gloal Navigation Satellite System)的系统时间GNSST,守时实验室的时间基准TA(k)和UTC(k)(k为实验室代号)的整体构想和一些思考,并论述了时间尺度算法,驾驭算法,钟差预测算法是如何在其中发挥作用的.以北斗系统为例,提出了使用两级驾驭算法建立北斗系统时间BDT(Beidou System Time)的方法.以国家授时中心(NTSC,National Time Service Center)为例,详细描述了建立TA(NTSC)和UTC(NTSC)的整体构想,方法,原理和理论依据.分析了TA(NTSC)对UTC(NTSC)的性能影响;以及假如用UTC(NTSC)驾驭产生BDT时,UTC(NTSC)对BDT时间同步精度和频率稳定度性能的影响;最后给出了同时使用UTC(NTSC)和UTC(BSNC)来驾驭产生BDT的设想,从理论上分析了采用该方案对BDT性能提升的影响. 展开更多
关键词 GNSS 守时实验室 时间基准 TA(k) UTC(k) 时间同步精度 频率稳定度
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一种GNSS卫星轨道高精度实时插值方法 被引量:11
15
作者 仝海波 沙海 +1 位作者 张国柱 欧钢 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期59-63,共5页
针对GNSS导航信号模拟源中多星座轨道计算实时性问题,从计算效率、精度等角度分析和对比了牛顿多项式和埃尔米特多项式插值算法的性能,通过对牛顿插值的加"窗"改进,使得卫星位置、速度的插值精度显著提高。算例结果表明,该方... 针对GNSS导航信号模拟源中多星座轨道计算实时性问题,从计算效率、精度等角度分析和对比了牛顿多项式和埃尔米特多项式插值算法的性能,通过对牛顿插值的加"窗"改进,使得卫星位置、速度的插值精度显著提高。算例结果表明,该方法能够在等间距时间点上多个卫星位置已知、速度未知的条件下,高精度实时地内插出卫星的位置和速度,其中卫星位置插值精度为mm级,速度插值精度小于1e-5m/s,计算量为广播星历直接计算的1/7,位置和速度的拟合精度均优于三阶埃尔米特插值结果。 展开更多
关键词 卫星导航 GNSS信号源 轨道插值 计算实时性
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GNSS欺骗干扰技术研究 被引量:10
16
作者 庞晶 倪少杰 +1 位作者 聂俊伟 欧钢 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2016年第7期1-4,9,共5页
欺骗干扰是目前卫星导航设备面临的重要威胁,在欺骗干扰条件下,目标接收机接收到的欺骗信号功率大于真实信号,产生错误的定位或授时结果。根据干扰产生方式的不同将欺骗干扰源分为基于信号模拟器的自主产生式、基于接收机的接收产生式... 欺骗干扰是目前卫星导航设备面临的重要威胁,在欺骗干扰条件下,目标接收机接收到的欺骗信号功率大于真实信号,产生错误的定位或授时结果。根据干扰产生方式的不同将欺骗干扰源分为基于信号模拟器的自主产生式、基于接收机的接收产生式、基于转发器的转发式3类,其中基于接收机的产生式是目前真正实现欺骗攻击的干扰源。由于欺骗干扰实现形式的复杂多样性,对欺骗干扰的实施阶段、信号特性的影响和定位授时结果的影响进行了分析。 展开更多
关键词 GNSS 欺骗干扰 诱导 抗欺骗
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非线性放大器对伪码测距误差的影响分析 被引量:8
17
作者 李星 耿淑敏 +1 位作者 欧钢 庄钊文 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期49-55,共7页
在高精度伪码测距系统中,高功率放大器(HPA)是信号发射链路的重要组成部分,HPA会对发射信号引入非线性失真,进而恶化系统的伪码测距性能。通过理论推导和数值分析的方法,研究HPA的非线性特性对高精度伪码测距误差的影响,给出非线性放大... 在高精度伪码测距系统中,高功率放大器(HPA)是信号发射链路的重要组成部分,HPA会对发射信号引入非线性失真,进而恶化系统的伪码测距性能。通过理论推导和数值分析的方法,研究HPA的非线性特性对高精度伪码测距误差的影响,给出非线性放大条件下,伪码跟踪误差与放大器类型、放大器输出回退(OBO)、扩频码形参数等的定量关系。研究结果对工程上HPA的选择、功率余量的保留、基带扩频码形的设计等具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 高功率放大器 非线性 直接序列扩频 伪码测距
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多卫星导航信号联合捕获算法的检测性能分析 被引量:7
18
作者 仝海波 朱祥维 +1 位作者 张国柱 欧钢 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期1069-1074,共6页
针对多卫星联合捕获算法缺乏检测性能分析与评估的问题,该文采用处理增益来衡量联合捕获相对于传统捕获的灵敏度提高程度。分别给出了处理增益在匹配接收和不完全匹配接收条件下的表达式,详细推导了多卫星信号的时延和多普勒误差引起的... 针对多卫星联合捕获算法缺乏检测性能分析与评估的问题,该文采用处理增益来衡量联合捕获相对于传统捕获的灵敏度提高程度。分别给出了处理增益在匹配接收和不完全匹配接收条件下的表达式,详细推导了多卫星信号的时延和多普勒误差引起的检测损耗,比较了联合捕获与传统捕获在时延和多普勒误差下的检测损耗。采用数值仿真方法验证了理论分析的正确性,仿真结果表明联合捕获的检测损耗总体上小于传统捕获的检测损耗。 展开更多
关键词 全球卫星导航系统 累积检测 联合捕获 检测损耗 处理增益
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原子钟两级驾驭算法及在建立GNSS时间基准中的应用 被引量:6
19
作者 伍贻威 龚航 +2 位作者 朱祥维 刘文祥 欧钢 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1742-1750,共9页
本文提出了一种原子钟驾驭算法,方法是使用等价于Kalman滤波器加延迟器的数字锁相环(DPLL).本文完整地推导了DPLL的闭环系统传递函数和闭环误差传递函数,给出了其实现结构,和每次的对于被驾驭原子钟的调整量,并给出了使DPLL输出信号的... 本文提出了一种原子钟驾驭算法,方法是使用等价于Kalman滤波器加延迟器的数字锁相环(DPLL).本文完整地推导了DPLL的闭环系统传递函数和闭环误差传递函数,给出了其实现结构,和每次的对于被驾驭原子钟的调整量,并给出了使DPLL输出信号的频率稳定度最优的参数选取方法.在此基础上,提出了使用两个这样的DPLL级联起来的二级驾驭算法.理论分析和仿真实验都表明:该算法相比传统原子钟驾驭算法,参数选取更容易,可以保证输出信号的频率稳定度最优;并保证输出信号与第一级的参考输入保持时间同步.该两级驾驭算法可以应用于设计锁相振荡器,即先用铯钟驾驭氢钟,然后再驾驭数控振荡器(NCO);也可以应用于建立GNSS时间基准,即先用UTC(BSNC)驾驭产生BDT,然后再用BDT驾驭主控站主钟来产生BDT(MC). 展开更多
关键词 原子钟驾驭 数字锁相环 KALMAN滤波器 频率稳定度
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一种适用于长基线的改进CIR算法 被引量:6
20
作者 刘增军 彭竞 +1 位作者 吕志成 欧钢 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期93-98,共6页
长基线下,受伪距多径和电离层残差影响,传统的CIR法解算载波相位宽巷模糊度时某些历元无法得到正确的结果,基础载波模糊度的搜索范围也较大。分析了CIR法的模糊度误差,提出了基于载波相位平滑伪距并且消除电离层时延的改进的CIR算法,分... 长基线下,受伪距多径和电离层残差影响,传统的CIR法解算载波相位宽巷模糊度时某些历元无法得到正确的结果,基础载波模糊度的搜索范围也较大。分析了CIR法的模糊度误差,提出了基于载波相位平滑伪距并且消除电离层时延的改进的CIR算法,分析了其误差方差,最后利用Compass系统实测数据对短基线和长基线两种情况下CIR法和改进CIR法的解算结果进行比较。实测数据表明,本文提出的算法能够单历元解算超宽巷模糊度和宽巷模糊度,并且能够大大缩小基础载波模糊度的搜索空间。 展开更多
关键词 级联模糊度确定法 长基线 多路径 载波相位平滑伪距 电离层
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