雙頻GPS信號(hào)仿真的電離層誤差補(bǔ)償模型研究謝杰

　　多頻 GPS 接收機(jī)比單頻 GPS 接收機(jī)具有更高的信號(hào)捕獲靈敏度、更強(qiáng)的抗干擾性能和更高的定位精度，但三頻 GPS 接收機(jī)相比于雙頻 GPS 接收機(jī)卻沒有太大的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)殡p頻 GPS 接收機(jī)已能實(shí)現(xiàn)電離層誤差的精確補(bǔ)償，且三頻 GPS 接收機(jī)在抗干擾方面沒有太大的提高?？梢婋p頻接收機(jī)將有廣泛的應(yīng)用前景，而雙頻 GPS 信號(hào)仿真器作為其測(cè)試驗(yàn)證平臺(tái)，如何精確仿真接收機(jī)前端的雙頻信號(hào)， 特別是各誤差源對(duì)雙頻信號(hào)的不同影響，是仿真的關(guān)鍵因素。電離層誤差是信號(hào)傳播過程中的重要誤差源，對(duì)雙頻信號(hào)中電離層誤差仿真并不是單純的疊加，需根據(jù)實(shí)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(yàn)數(shù)據(jù)，而且適合全球電離層誤差仿真，其計(jì)算簡(jiǎn)便，滿足了仿真信號(hào)實(shí)時(shí)性的要求;但是該模型精度較差，本文對(duì)最終補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)果進(jìn)行修正，但是并不是任何位置、任何時(shí)間都是 60%的偏差，是一個(gè)平均值。因此，這種簡(jiǎn)單的修正對(duì)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(rèn)的 IGS 所提供的 TEC 數(shù)據(jù)，其補(bǔ)償精度高，但計(jì)算量較大，因?yàn)樗幸阎碾婋x層 VTEC 數(shù)據(jù)必須制作成數(shù)據(jù)庫預(yù)先存儲(chǔ)在上位機(jī)中， 然后根據(jù)時(shí)間和電離層穿刺點(diǎn)的位置進(jìn)行搜索計(jì)算; 二是該模型難以實(shí)現(xiàn)任意時(shí)間的仿真， 因?yàn)?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(hào)仿真器的實(shí)際應(yīng)用中，既要盡可能提高電離層誤差仿真的精度，又要實(shí)現(xiàn)任意時(shí)刻的仿真。因此，當(dāng)用戶所設(shè)置的仿真時(shí)間區(qū)間在上位機(jī)所存儲(chǔ)的 VTEC 數(shù)據(jù)時(shí)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(hào)實(shí)時(shí)性要求的基礎(chǔ)上，最大限度的提高了仿真信號(hào)的逼真度。本文作者創(chuàng)新點(diǎn)：針對(duì)雙頻 GPS 衛(wèi)星信號(hào)仿真器的電離層延時(shí)仿真模型進(jìn)行了討論，并對(duì)模型做出了證明，提出了兩種模型融合應(yīng)用的法。