电离层闪烁条件下全球卫星导航系统（GNSS）载波跟踪算法研究

电离层电子密度存在着各种尺度的电子密度不规则体结构。不规则体的产生和发展，使得穿越其中的电波发生散射现象，引起电波信号的振幅、相位、到达角和极化状态等发生随机的起伏变化，这种现象被称为电离层闪烁。电离层闪烁现象给全球卫星导航系统（GNSS）接收机带来的信号的振幅衰落和相位起伏会引起接收机的定位精度下降、周跳频繁、误码率升高，严重时会导致信号失锁以致无法定位。这给对完好性要求很高的航空安全领域、对测量精度要求很高的基于载波的定位等领域均带来了挑战。本课题旨在分析电离层闪烁对全球卫星导航系统（GNSS）信号的影响，从信号参数随机变化的载波环路跟踪、闪烁快速检测与强度估计、运动平台动态信息辅助闪烁强度估计等三个方面开展研究，提出在电离层闪烁条件下全球卫星导航系统（GNSS）可以稳定、连续工作的载波跟踪新方法，解决困扰全球卫星导航系统（GNSS）更可靠更广泛应用的难题。

青年科学基金项目在电离层闪烁下卫星导航信号的稳定性跟踪，电离层闪烁参数估计和动平台电离层闪烁模型建立等方面取得了突破性进展：（1）提出一种基于四路信号处理和Kalman滤波的载波跟踪环。仿真结果表明电离层闪烁严重到现有常规两路信号处理的载波锁相环失锁时，基于四路信号处理的锁相环仍可以保证信号的跟踪，在闪烁结束后可以迅速恢复正常跟踪。（2）采用锁相环、锁频环辅助的锁相环和基于Kalman滤波的锁相环等三种载波跟踪算法，研究了电离层闪烁参数提取的相关问题，包括振幅闪烁因子、相位闪烁因子，并设计出一种测量电离层闪烁参数的方法，最后给出了该次实验数据的相应参数提取结果，进行对照和验证。（3）研究了多相屏电离层闪烁模型，并基于此模型，建立了动平台环境下接收闪烁信号的模型，并进行了仿真对比验证。.在课题的资助下，发表了3篇国际期刊论文、8篇国内期刊论文和21篇国内外会议论文，其中1篇获SCI收录，22篇获EI收录，获得3项授权专利；培养5名博士研究生,11名硕士研究生。