星历和星钟参数辅助精度对AGPS接收机捕获性能的影响

谷文飞,吕 晶,常 江,徐 荣

(1.解放军理工大学通信工程学院研究生四队,南京 210007;2.解放军理工大学通信工程学院训练部,南京 210007)

1 引 言

随着基于位置服务需求的日益增长,GPS接收机在室内、城市峡谷、森林等有严重信号衰落环境下的应用越来越多。在这些环境中,卫星信号极其微弱,信号强度比室外低20～30 dB,若没有辅助信息的辅助,普通接收机对GPS信号的捕获将变得十分困难。

针对在微弱信号环境下的导航定位问题,美国率先实施了由GPS与地面无线通信网相结合的辅助定位解决方案(AGPS)。该方案的最大优点是能通过其它方式(如无线通信网络)提供辅助信息(如卫星星历、星钟修正、接收机概略位置等)辅助AGPS接收机完成信号的捕获、跟踪和定位解算等。在辅助模式下捕获时,AGPS接收机(MS-based模式)或参考服务器(MS-assisted模式)能够估算出捕获时刻的多普勒范围及其不确定度,减少接收机的捕获时间,进而提高接收机的灵敏度。

2 辅助信息的类型

在MS-based应用模式中,辅助信息主要包括两个方面,即描述导航卫星自身运动状态的电文信息以及接收机终端的运行状态。

理论上讲,参考服务器可以向AGPS接收机提供任何辅助信息。由于卫星信号的多普勒频移是由用户接收机与卫星在其两者连线方向上的相对运动引起的,所以,估算捕获时刻的多普勒至少需要卫星的位置和速度以及接收机的位置和速度。要确定卫星的位置和速度,关键是要获取卫星导航电文的前3个子帧,即卫星时钟和卫星星历信息等。……