[发明专利]卫星导航直接信号参数与多径信号数目和参数的估计方法

摘要

本发明涉及一种卫星导航直接信号参数与多径信号数目和参数的估计方法，技术特征在于：采用Dirichlet过程DP(α，G₀)作为多径信号数目M的先验分布，则M的分布符合Dirichlet过程如式Ⅰ，根据此先验分布采样得到多径信号可能的数目；根据多径信号可能的数目，构建以直接信号和多径信号的参数为状态量的状态方程x(k+1)＝Fx(k)+w(k)和观测向量的观测方程y＝aR(τ)+n；根据多径信号可能的数目和状态方程和观测方程，采用粒子滤波方法估计出直接信号和多径信号的参数，同时可以确定多径的数目。本发明可以在不了解多径信号数目的情况下估计出多径信号的数目和参数，不但适用于直接信号大于多径信号的情况，还适用于直接信号小于多径信号的情况。

主权项

1.一种卫星导航直接信号参数与多径信号数目和参数的估计方法，其特征在于步骤如下：步骤1：采用Dirichlet过程DP(α，G₀)作为多径信号数目M的先验分布，则M的分布符合Dirichlet过程：G~DP(α,G0)M(k)~G,]]>根据此先验分布采样得到多径信号可能的数目M，其中：α为参数，G₀为参数为p的几何分布Geo(p)，p的参考范围0＜p＜1；步骤2：根据多径信号可能的数目，构建以直接信号和多径信号的参数为状态量的状态方程x(k+1)＝Fx(k)+w(k)和观测向量的观测方程y＝aR(τ)+n；其中：k为离散时间变量；F＝diag{F_a，F_τ}：Fa=λ00...00λ1...0............00...λM,]]>Fτ=γ00...00γ1...0............00...γM,]]>此两矩阵对角线元素参考取值为0.9～1；w(k)为高斯白噪声：其协方差阵为∑_k，x＝diag{∑_k，a，∑_k，τ}，∑_k，a，∑_k，τ为对角阵，对角线元素参考取值为0.0001～0.01；y为观测向量，其中的一个分量为：yδj(tk)=α0(tk)R(τ-τ0+δj)ejΔφ0+Σi=1Mαi(tk)R(τ-τi+δj)ejΔφi+n(tk),]]>N维观测向量为y=[yδ1,yδ2,...,yδN]T,]]>δ_j为产生第j个观测分量的卫星导航接收机延迟锁定环相关累加支路的延迟；a为复向量，a=[a0,a1,...,aM]=[α0ejΔφ0,α1ejΔφ1,...,αMejΔφM],]]>其中Δφ₁，Δφ₂，…Δφ_M为相位差；R(τ)为包含直接信号和多径信号延迟的相关函数矩阵：R(τ)=R(τ-τ0+δ1)R(τ-τ0+δ2)...R(τ-τ0+δN)R(τ-τ1+δ1)R(τ-τ1+δ2)...R(τ-τ1+δN)............R(τ-τM+δ1)R(τ-τM+δ2)...R(τ-τM+δN),]]>这里R(·)为卫星信号和接收机自身参考信号的相关函数，n为噪声，大小由信噪比确定；所述的直接信号和多径信号的参数为直接信号和多径信号的幅度向量和延迟向量；其中x(k)=Δ[aT(k),τT(k)]T∈R2(M+1)×1,]]>所述幅度向量为a(k)=[a0(k),a1(k),...,aM(k)]T∈R(M+1)×1,]]>所述延迟向量为τ(k)=[τ0(k),τ1(k),...,τM(k)]T∈R(M+1)×1;]]>其中：M为多径信号的数目，a₀，τ₀为直接信号的幅度和延迟，a₁...a_M为多径信号1到多径信号M的幅度，τ₁...τ_M为多径信号1到多径信号M的延迟；步骤3：根据步骤1中的多径信号可能的数目，和步骤2中的状态方程和观测方程，采用粒子滤波方法估计出直接信号和多径信号的参数，同时可以确定多径的数目。