1、隨著衛(wèi)星導(dǎo)航芯片在電子設(shè)備中的廣泛應(yīng)用和全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展，衛(wèi)星導(dǎo)航定位在城市峽谷、室內(nèi)和密林等弱信號(hào)環(huán)境下的應(yīng)用需求不斷增加，研發(fā)具有高靈敏度和高可靠性接收機(jī)的任務(wù)更加迫切。本文以利用冗余衛(wèi)星和輔助信息實(shí)現(xiàn)性能提升為背景，在聯(lián)合捕獲、矢量跟蹤、抗差定位以及完好性監(jiān)測(cè)等方面進(jìn)行了探索和研究。
　　（1）與傳統(tǒng)捕獲分別對(duì)單個(gè)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行時(shí)間和頻率的二維搜索方法不同，聯(lián)合捕獲在接收機(jī)概略位置、速度和時(shí)間（PVT, Positi

2、on Velocity and Time）等初值附近進(jìn)行搜索，充分利用衛(wèi)星信號(hào)間相關(guān)性和星歷等輔助信息，提高捕獲靈敏度。針對(duì)當(dāng)前聯(lián)合捕獲缺少理論分析的問(wèn)題，詳細(xì)推導(dǎo)了聯(lián)合捕獲的廣義似然比檢測(cè)量及其虛警概率和檢測(cè)概率的解析式，定量分析了時(shí)延和多普勒估計(jì)誤差引起的檢測(cè)損耗，為捕獲門(mén)限確定和參數(shù)優(yōu)化提供理論依據(jù)。針對(duì)聯(lián)合捕獲檢測(cè)量計(jì)算復(fù)雜的問(wèn)題，提出了一種簡(jiǎn)化實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)和選星算法。仿真結(jié)果表明：聯(lián)合捕獲靈敏度隨著可見(jiàn)衛(wèi)星數(shù)增多而提高；在12顆衛(wèi)

3、星可見(jiàn)和相干積分時(shí)間為1ms的相同條件下，簡(jiǎn)化后的聯(lián)合捕獲比傳統(tǒng)單星捕獲靈敏度提高了7.5dB左右。
　?。?）針對(duì)當(dāng)前播發(fā)的衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)普遍存在電文調(diào)制情況，提出了一種基于改進(jìn)差分相干的聯(lián)合捕獲算法以及相應(yīng)統(tǒng)計(jì)量的概率密度函數(shù)解析式，有效地解決了電文比特翻轉(zhuǎn)導(dǎo)致的捕獲統(tǒng)計(jì)量峰值與PVT真值不對(duì)應(yīng)的問(wèn)題，為相干積分時(shí)間和差分相干后積累次數(shù)的最優(yōu)參數(shù)設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。提出了一種基于統(tǒng)計(jì)量概率密度函數(shù)解析式的優(yōu)化參數(shù)方法，解決了數(shù)值仿

4、真法在參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)中存在的精度和計(jì)算量難以平衡問(wèn)題。此外，通過(guò)搭建GPS（Global Positioning System）模擬射頻信號(hào)采集和處理的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，驗(yàn)證了改進(jìn)差分相干的聯(lián)合捕獲算法抑制比特翻轉(zhuǎn)的有效性。
　?。?）圍繞矢量延遲鎖定環(huán)的跟蹤精度和有偏性問(wèn)題展開(kāi)。首先，針對(duì)收斂速度和跟蹤精度難以平衡的問(wèn)題，提出了一種環(huán)路帶寬自適應(yīng)調(diào)節(jié)的矢量延遲鎖定環(huán)改進(jìn)算法。其次，針對(duì)可見(jiàn)衛(wèi)星大于4顆時(shí)收斂點(diǎn)不唯一而出現(xiàn)的跟蹤有偏問(wèn)題，提

5、出了基于奇偶空間投影的偏差檢測(cè)和修正算法，該改進(jìn)算法包含兩種不同的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)：一是在傳統(tǒng)矢量延遲鎖定環(huán)結(jié)構(gòu)上通過(guò)增加碼相位殘差投影變量檢測(cè)實(shí)現(xiàn)跟蹤偏差監(jiān)測(cè)，二是對(duì)位置域在奇偶空間的投影矢量進(jìn)行自適應(yīng)變維跟蹤。相同仿真場(chǎng)景的數(shù)據(jù)處理結(jié)果表明：在特定的條件下，傳統(tǒng)的矢量跟蹤算法最大碼跟蹤偏差為16.706m，改進(jìn)后最大僅為1m，實(shí)現(xiàn)了近似無(wú)偏的跟蹤；基于變維跟蹤的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)由于采用了環(huán)路帶寬自適應(yīng)調(diào)節(jié)算法，在收斂速度和跟蹤精度的平衡上優(yōu)于殘差監(jiān)

6、測(cè)的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，但實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。
　?。?）針對(duì)傳統(tǒng)定位算法和接收機(jī)自主完好性監(jiān)測(cè)（RAIM， Receiver Au-tonomous Integrity Monitoring）算法無(wú)法有效抑制多個(gè)偽距粗差的問(wèn)題，提出了基于M-估計(jì)的抗差定位算法和相應(yīng)的抗差自主完好性監(jiān)測(cè)算法，該抗差自主完好性監(jiān)測(cè)算法采用改進(jìn)的保護(hù)級(jí)別來(lái)評(píng)估最壞情況下抗差定位誤差。結(jié)合具體GPS觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在12顆衛(wèi)星可見(jiàn)情況下，所提出的抗差定位算