So sánh mô hình kênh đa đường BDS B1I giữa các kịch bản tĩnh và động trong môi trường hẻm núi đô thị dày đặc

Springer Science and Business Media LLC - Tập 1 - Trang 1-16 - 2020
Xin Chen1, Di He1, Ling Pei1
1Shanghai Key Laboratory of Navigation and Location-based Service, School of Electronic Information and Electrical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, China

Tóm tắt

Mô hình kênh đa đường của Hệ thống Vệ tinh Điều hướng Toàn cầu (GNSS) là cơ sở quan trọng cho việc mô phỏng tín hiệu và đánh giá hiệu suất của bộ thu. Chúng cũng hỗ trợ thiết kế các thuật toán giảm thiểu lỗi đa đường phù hợp khi thông tin về tính chất của kênh đa đường có sẵn. Tuy nhiên, hiện nay còn thiếu nghiên cứu về mô hình kênh đa đường của tín hiệu Hệ thống Vệ tinh Điều hướng BeiDou (BDS). Trong nghiên cứu này, các mô hình thống kê của kênh đa đường được thiết lập dựa trên bộ dữ liệu phong phú về tín hiệu BDS B1I. Một thuật toán ước lượng tham số đa đường được thiết kế để trích xuất thông tin của các tia đa đường từ dữ liệu tần số trung gian. Các mô hình phân phối độ trễ, suy hao công suất, tần số phai Doppler và thời gian sống cho các nền tảng phương tiện tĩnh và động được thiết lập và so sánh, và tác động của loại quỹ đạo vệ tinh cũng như tốc độ nền tảng lên các mô hình được phân tích. Kết quả cho thấy sự phân bố chi tiết và đặc điểm biến động của các tham số đa đường và có giá trị cho việc phát triển các hệ thống điều hướng đô thị chính xác.

Từ khóa

#Hệ thống vệ tinh điều hướng BeiDou #mô hình kênh đa đường #tín hiệu BDS B1I #phân tích thống kê #hệ thống điều hướng đô thị.

Tài liệu tham khảo

Axelrad, P., Larson, K., & Jones B. (2005). Use of the correct satellite repeat period to characterize and reduce site-specific multipath errors. In Proceedings of the 18th international technical meeting of the satellite division of the institute of navigation (pp. 2638–2648). Long Beach: ION. Chen, X. (2018). Statistical multipath model comparative analysis of different GNSS orbits in static urban canyon environment. Advances in Space Research, 62(5), 1034–1048. Chen, X., Dovis, F., Peng, S., & Morton, Y. (2013). Comparative studies of GPS multipath mitigation methods performance. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 49(3), 1555–1568. Chen, X., Dovis, F., Pini, M., & Mulassano, P. (2011). Turbo architecture for multipath mitigation in global navigation satellite system receivers. IET Radar, Sonar and Navigation, 5(5), 517–527. Falco, G., Nicola, M., & Falletti, E. (2018). An HW-in-the-loop approach for the assessment of GNSS local channel effects in the railway environment. In Proceedings of the 31st international technical meeting of the satellite division of the institute of navigation (pp. 3463–3477). Miami: ION. Gowdayyanadoddi, N. S., Curran, J. T., Broumandan, A., & Lachapelle, G. (2015). A ray-tracing technique to characterize GPS multipath in the frequency domain. International Journal of Navigation and Observation, 2015, 983124. Lau, L., & Cross, P. (2017). Development and testing of a new ray-tracing approach to GNSS carrier-phase multipath modelling. Journal of Geodesy, 81(11), 713–732. Lehner, A., & Steingass, A. (2005). A novel channel model for land mobile satellite navigation. In Proceedings of the 18th international technical meeting of the satellite division of the institute of navigation (pp. 2132–2138). Long Beach: ION. Misra, P., & Enge, P. (2006). Global positioning system—signals, measurements and performance (2nd ed.). New York: Ganga-Jamuna Press. Nam, W., & Kong, S. H. (2013). Least-squares-based iterative multipath super-resolution technique. IEEE Transactions on Signal Processing, 61(3), 519–529. Panicciari, T., Soliman, M. A., & Moura, G. (2018). Simulating multipath in real time for receiver evaluation. In GPS World, 2018. Retrieved March 16, 2018 from, https://www.gpsworld.com/simulating-multipath-real-time-for-receiver-evaluation/. Parkinson, B. W., & Spilker, J. J., Jr. (1996). Global positioning system: Theory and applications (Vol. I). Washington, DC, USA: AIAA. Rappaport, T. S. (2009). Wireless communications: Principles and practice (3rd ed.). London: Pearson Education Limited. Sahmoudi, M., & Amin, M. G. (2008). Fast iterative maximum-likelihood algorithm (FIMLA) for multipath mitigation in the next generation of GNSS receivers. IEEE Transactions on Wireless Communications, 7(11), 4362–4374. Seidel, S. T., Rappaport, T. S., Jain, S., Lord, M., & Singh, R. (1991). Path loss, scattering and multipath delay statistics in Four European Cities for digital cellular and microcellular radiotelephone. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 40(4), 721–730. Steingass, A., Krach, B., & Crisci, M. (2017). Robustness versus accuracy: Multipath effects on land mobile satellite navigation. IET Radar, Sonar and Navigation, 11(3), 520–527. Steingass, A., & Lehner, A. (2004). Measuring the navigation multipath channel … a statistical analysis. In Proceedings of the 17th international technical meeting of the satellite division of the institute of navigation (pp. 1157–1164). Long Beach: ION. Steingass, A., & Lehner, A. (2008). Differences in multipath propagation between urban and suburban environments. In Proceedings of the 21st international technical meeting of the satellite division of the institute of navigation (pp. 602–611). Savannah: ION. Van Nee, R. D. J., (1992). The multipath estimating delay lock loop. In Proceedings of the IEEE 2nd international symposium on spread spectrum techniques and applications (pp. 39–42). Yokohama, Japan: IEEE. Van Rees, J. (1987). Measurements of the wide-band radio channel characteristics for rural, residential, and suburban areas. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 36(1), 2–6. Wang, Y., Chen, X., & Liu, P. (2018). Statistical multipath model based on experimental GNSS data in static urban canyon environment. Sensors, 18(4), 1149. Wang, G., de Jong, K., Zhao, Q., Hu, Z., & Guo, J. (2015). Multipath analysis of code measurements for BeiDou geostationary satellites. GPS Solutions, 19(1), 129–139. Wax, M., & Kailath, T. (1985). Detection of signals by information theoretic criteria. IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing, 33(2), 387–392. Wax, M., & Ziskind, I. (1989). Detection of the number of coherent signals by the MDL principle. IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing, 37(8), 1190–1196. Weiss, J. P., Axelrad, P., & Anderson, S. (2007). A GNSS code multipath model for semi-urban, aircraft, and ship environments. Navigation, 54(4), 293–307.