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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:張貽荏
研究生(外文):Yi-Jen Chang
論文名稱:非線性濾波器於GPS接收機電碼追蹤迴路之設計
論文名稱(外文):GPS Receiver Code Tracking Loop Designs Using the Nonlinear Filter
指導教授:卓大靖
指導教授(外文):Dah-Jing Jwo
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:通訊與導航工程系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:120
中文關鍵詞:全球定位系統多路徑效應延時鎖定迴路擴展型卡爾曼濾波器無跡卡爾曼濾波器
外文關鍵詞:Global Positioning System(GPS)MultipathDelay Locked Loop(DLL)Extended Kalman Filter(EKF)Unscented Kalman Filter(UKF)
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隨著全球定位系統(GPS)的應用越來越普遍,GPS的干擾抑制成為一個不可忽略的話題。而訊號的干擾因素有很多,尤其在都市當中有許多的高樓大廈、橋樑等等的建築物,對於訊號接收造成多路徑效應,而多路徑效應就是GPS接收訊號中最主要的誤差來源之ㄧ。對於一般接收機傳統電碼同步化的過程中,最常使用的方法是延時鎖定迴路(DLL)的架構。而傳統延時鎖定迴路當中之電碼時間差偵測器,是由本地端所產生的領先、準時及落後之電碼,再與接收訊號做積分相關運算所得到電碼時間的偏移量,以方便電碼之追蹤。本論文以「非線性濾波器於GPS接收機電碼追蹤迴路之設計」為研究方向,應用擴展型卡爾曼濾波器(EKF)與無跡卡爾曼濾波器(UKF)於接收機追蹤迴路中來估測訊號的參數值、誤差量以及多路徑項,以達到減緩多路徑效應所造成之影響,減緩多路徑效應嚴重時所造成的追蹤迴路失鎖的問題,最後再以硬體迴路模擬(Hardware in the Loop)來驗證此方法之可行性。
GPS systems have been widely used in navigation and commercial products to provide location information. Thus,the most important use of GPS system is than of interference suppression techniques.
Most of the conventional approach for code synchronization process employs the Delay Locked Loop (DLL) structure.The conventional DLL loop uses a discriminator function constructed with a specific combination of its early, prompt, and late correlator to detect code tracking error.The nonlinear filter can optimally combine multiple correlator branches to better estimation code tracking error as well as the other signal parameters, and to estimate the multipath components for mitigating the multipath problem. The object of this thesis is to the GPS receiver tracking loop designs using the nonlinear filter.In this paper,an nonlinear filter based DLL tracking loop is used for the GPS receiver.The Extended and Unscented Kalman filter extracts and estimates parameters of the direct satellite signal component from the multipath corrupted signal for receiver tracking loop lose lock problem. Finally, true to the actual received signal to verify the feasibility of this method.
致 謝 I
摘 要 III
Abstract IV
目 錄 V
圖 目 錄 VIII
表 目 錄 XII
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 1
1.3 論文架構 2
第二章 全球定位系統─GPS 4
2.1 全球定位系統簡介 4
2.2 GPS衛星訊號 8
2.2.1 GPS的載波(Carrier Waves) 8
2.2.2 GPS衛星資料傳送格式 9
2.3 GPS的測距碼(Ranging Code) 11
2.4 GPS衛星的發射訊號 18
2.5 GPS訊號傳送的誤差 21
第三章 GPS接收機─GPS Receiver 27
3.1 GPS接收機架構 27
3.2 訊號的擷取與追蹤 31
3.3 載波追蹤迴路 33
3.4 電碼追蹤迴路 40
第四章 擴展型卡爾曼濾波器─EKF 44
4.1 離散型卡爾曼濾波器(The Discrete Kalman Filter) 44
4.2 擴展型卡爾曼濾波器(The Extended Kalman Filter) 49
4.3 應用EKF於GPS接收機之追蹤迴路 55
第五章 無跡卡爾曼濾波器─UKF 63
5.1 UT轉換 63
5.1.1 sigma點採樣策略 65
5.2 無跡卡爾曼濾波器(Unscented Kalman Filter,UKF) 69
5.3 應用UKF於GPS接收機之追蹤迴路 72
第六章 模擬與硬體迴路分析 76
6.1 使用MATLAB模擬 76
6.1.1 應用EKF於GPS接收機追蹤迴路結果 80
6.1.2 應用UKF於GPS接收機追蹤迴路結果 84
6.1.3 相較EKF與UKF結果分析 88
6.2 硬體迴路模擬 92
6.2.1 相較EKF與UKF結果分析 98
第七章 結論與未來展望 103
參考文獻 104
[1] R. G. Brown and P. Y. C. Hwang , Introduction to Rrandom Signals and Applied Kalman Filtering, John Wiley & Sons, New York, 3rd edn, 1997.
[2] D. Simon, Optimal State Estimation, Kalman, H , and Nonlinear Approaches, John Wiley & Sons, 2006.
[3] G.-I. Jee, H. S. Kim, Y. J. Lee, C. G. Park,“A GPS C/A Code Tracking Loop Based on Extended Kalman Filter with Multipath Mitigation”, ION GPS 2002 , 24-27 September 2002.
[4] J. B.-Y. Tsui, Fundamentals of Global Positioning System Receivers A Software Approach, John Wiley and Sons, Inc., 2000.
[5] K. Borre, D. M. Akos, N. Bertelsen, P. Rinder, S. H. Jensen, A Software-Defined GPS and Galileo Receiver, Birkhauser, Boston, 2007.
[6] R. A. Iltis, G. A. Hanson, “Joint estimation of PN code delay and multipath using the Extended Kalman filter”, IEEE Trans. Commu., vol. 38, pp. 292-299, March 1990.
[7] E. A. Wan, and R. van der Merve. The Uunscented Kalman Filter, Kalman Filtering and neural networks, John Wiley & Sons, 2001.
[8] S. J. Juiler, J. K. Uhlman, “Reduce Sigma Point Filters for the Propagation Propagation of Means and Covariances Through Nonlinear Transformations”, Proceeding of American Control Conference, IEEE, 2002.
[9] S. J. Juiler, “The Spherical Simplex Unscented Transformation”, Proceedings of the American Control Conference, IEEE, 2003.
[10] GARMIN, GPS教室, http://www.garmin.com.tw/aboutGPS/.
[11] P. H. Dana, Global Positioning System Overview, http://www.colorado.edu/geography/gcraft/notes/gps/gps.html
[12] 聞新、張寶偉,GPS信號多路徑分析與處理技術,全球定位系統, 第29卷第6期,2004年。
[13] 王和盛,GPS接收機原理概論,尚未出版上課講義。
[14] 莊智清、黃國興,電子導航,全華科技圖書股份有限公司,2001。
[15] 潘泉、楊峰,“一類非線性濾波器-UKF綜述”,控制與決策,第20卷第5期 2005年5月。
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