雙頻GPS信號仿真的電離層誤差補償模型研究謝杰

　　多頻 GPS 接收機比單頻 GPS 接收機具有更高的信號捕獲靈敏度、更強的抗干擾性能和更高的定位精度，但三頻 GPS 接收機相比于雙頻 GPS 接收機卻沒有太大的優(yōu)勢，因為雙頻 GPS 接收機已能實現(xiàn)電離層誤差的精確補償，且三頻 GPS 接收機在抗干擾方面沒有太大的提高?？梢婋p頻接收機將有廣泛的應用前景，而雙頻 GPS 信號仿真器作為其測試驗證平臺，如何精確仿真接收機前端的雙頻信號， 特別是各誤差源對雙頻信號的不同影響，是仿真的關(guān)鍵因素。電離層誤差是信號傳播過程中的重要誤差源，對雙頻信號中電離層誤差仿真并不是單純的疊加，需根據(jù)實際分析適用于雙頻仿真器的電離層誤差模型。

　　根據(jù)前述分析可得，雙頻 Klobuchar 模型不需要任何電離層的先驗數(shù)據(jù)，而且適合全球電離層誤差仿真，其計算簡便，滿足了仿真信號實時性的要求;但是該模型精度較差，本文對最終補償?shù)慕Y(jié)果進行修正，但是并不是任何位置、任何時間都是 60%的偏差，是一個平均值。因此，這種簡單的修正對仿真精度提高不大。而基于 GIM 數(shù)據(jù)的電離層模型，因利用全球公認的 IGS 所提供的 TEC 數(shù)據(jù)，其補償精度高，但計算量較大，因為所有已知的電離層 VTEC 數(shù)據(jù)必須制作成數(shù)據(jù)庫預先存儲在上位機中， 然后根據(jù)時間和電離層穿刺點的位置進行搜索計算; 二是該模型難以實現(xiàn)任意時間的仿真， 因為 IGS 所公開的 VTEC 數(shù)據(jù)是有限的，不能提供未來的數(shù)據(jù)。雙頻 GPS 衛(wèi)星信號仿真器的實際應用中，既要盡可能提高電離層誤差仿真的精度，又要實現(xiàn)任意時刻的仿真。因此，當用戶所設置的仿真時間區(qū)間在上位機所存儲的 VTEC 數(shù)據(jù)時間范圍內(nèi)，則采用基于 GIM 的雙頻電離層誤差模型;否則采用雙頻 Klobuchar 電離層誤差模型。這種融合方案在確保仿真信號實時性要求的基礎上，最大限度的提高了仿真信號的逼真度。本文作者創(chuàng)新點：針對雙頻 GPS 衛(wèi)星信號仿真器的電離層延時仿真模型進行了討論，并對模型做出了證明，提出了兩種模型融合應用的法。