GNSS定位的核心技術(shù)淺談

黃素霞+李璐+張靜

摘 要 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）定位技術(shù)的發(fā)展日趨成熟，本文以諾瓦泰公司為例分析研究了GNSS定位的核心技術(shù)，以期為國(guó)內(nèi)北斗產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展提供參考，同時(shí)為GNSS接收機(jī)廠商的發(fā)展提供借鑒。

關(guān)鍵詞 GNSS定位技術(shù)；相關(guān)技術(shù)；核心專(zhuān)利

中圖分類(lèi)號(hào)：P228 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）17-0001-03

GNSS定位技術(shù)分為三類(lèi)，一類(lèi)是“GPS+慣導(dǎo)”，它表示GNSS與微機(jī)電系統(tǒng)MEMS的組合；一類(lèi)是RTK，它包括網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)；一類(lèi)是基帶，表示基帶處理技術(shù)。諾瓦泰公司通過(guò)探索RF、數(shù)字電路設(shè)計(jì)、信號(hào)處理、嵌入式軟件等方面的技術(shù)革新，一直是GNSS行業(yè)的技術(shù)領(lǐng)先者和革新者。通過(guò)對(duì)諾瓦泰公司的所有申請(qǐng)進(jìn)行技術(shù)分析發(fā)現(xiàn)，從1990年開(kāi)始至今，該公司在GNSS定位技術(shù)方面的申請(qǐng)基本上每年都有，說(shuō)明GNSS定位技術(shù)一直是諾瓦泰公司的研發(fā)技術(shù)主線，該公司與GNSS定位技術(shù)相關(guān)的專(zhuān)利申請(qǐng)占據(jù)總申請(qǐng)量的28%，其中21%是涉及基帶處理的，說(shuō)明基帶處理技術(shù)確實(shí)是諾瓦泰公司在GNSS定位技術(shù)方面研發(fā)的核心。

1 核心技術(shù)

通過(guò)對(duì)諾瓦泰公司的申請(qǐng)進(jìn)行分析研究發(fā)現(xiàn)，針對(duì)傳統(tǒng)的GPS接收機(jī)測(cè)距精度不高，抗多徑能力不強(qiáng)的問(wèn)題，以Patrick Fenton為核心的研發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)GNSS定位技術(shù)進(jìn)行了大量研發(fā)，申請(qǐng)了該領(lǐng)域的多個(gè)核心專(zhuān)利，在1990-2003年期間，循序漸進(jìn)地提出了窄相關(guān)技術(shù)、MET技術(shù)、MEDLL技術(shù)、PAC技術(shù)及Vision Correlator技術(shù)，都是同時(shí)期最領(lǐng)先的技術(shù)。

1）窄相關(guān)技術(shù)（相關(guān)專(zhuān)利：US5101416A，1990年申請(qǐng)）。

解決的技術(shù)問(wèn)題：在高精度導(dǎo)航應(yīng)用中必須改正和消除多路徑效應(yīng)，而當(dāng)時(shí)的GPS接收機(jī)都毫無(wú)例外地采用固定的相關(guān)間距T/2，此值相當(dāng)于C/A碼片長(zhǎng)（=293.2 m）的一半。這種DLL的測(cè)量誤差為：

式中，σC/A為C/A碼的測(cè)量誤差；D為碼片長(zhǎng)；C/N0為載波噪聲比；BL為DLL帶寬；T為積分時(shí)間常數(shù)。

技術(shù)方案：窄相關(guān)處理的基本原理是，先要縮短E-L相關(guān)器的間距，可通過(guò)對(duì)本地輸出碼進(jìn)行調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)，在相關(guān)器方面，窄相關(guān)延遲鎖相環(huán)應(yīng)用的是可變相關(guān)長(zhǎng)度相關(guān)器，其長(zhǎng)度按照分頻常數(shù)N的選取從1.0個(gè)碼片寬度逐漸降低到0.1個(gè)碼片

寬度。

E-L間隔從1.0個(gè)碼片寬度到0.1個(gè)碼片寬度所用時(shí)長(zhǎng)（Tc）的跟蹤誤差包絡(luò)如圖1所示。從圖1中可看出，多徑誤差的降低與縮短相關(guān)器間隔有直接的關(guān)系。

有益效果：對(duì)于GPS系統(tǒng)而言，如果只采用C/A碼定位，那么其縮短相關(guān)長(zhǎng)度方面效果非常明顯，表現(xiàn)為在多徑干擾和噪聲環(huán)境下，可以降低碼跟蹤的誤差。從多徑干擾對(duì)鑒相曲線的影響分析來(lái)看，如果多徑相對(duì)延時(shí)大于1+d/2時(shí)（d表示相

圖1 窄相關(guān)跟蹤誤差包絡(luò)

關(guān)器間隔），采用常規(guī)DLL要比采用窄相關(guān)技術(shù)的d值大的多，采用常規(guī)DLL處理時(shí)，如果相關(guān)長(zhǎng)度為1.0Tc，延時(shí)低于1.5Tc多徑信號(hào)都會(huì)導(dǎo)致干擾，而窄相關(guān)器的間隔為寬相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1.0個(gè)碼片間隔的1/10，那么延時(shí)低于1.05個(gè)碼片間隔的多徑才會(huì)導(dǎo)致干擾，也就是說(shuō)在消除多徑誤差方面的效果提高了10倍。除此以外，窄相關(guān)的E-L碼相距很小，其噪聲也具有相關(guān)性，常規(guī)DLL處理下，E-L碼噪聲在時(shí)域上是獨(dú)立統(tǒng)計(jì)的，所以噪聲能夠很好的被抑制，此時(shí)的窄相關(guān)鑒相曲線受到的影響也會(huì)大幅下降。

2）MET技術(shù)（相關(guān)專(zhuān)利：US5414729A，1992年申請(qǐng)）。

解決的技術(shù)問(wèn)題：使用窄相關(guān)技術(shù)處理時(shí)，對(duì)系統(tǒng)的帶寬要求較高，要求帶寬更寬，從理論上來(lái)說(shuō)，自相關(guān)峰呈尖銳型，如果帶寬較窄，那么自相關(guān)的峰型越平坦，對(duì)鑒相曲線的影響也就越大，鑒相的靈敏度就越低；在處理帶寬方面，窄相關(guān)技術(shù)要求更高，和普通2MHz帶寬對(duì)比，會(huì)有更多的噪聲混入通帶信號(hào)，接收機(jī)受到RF干擾會(huì)更多。

技術(shù)方案：MET技術(shù)全稱(chēng)多徑消除技術(shù)，即E-L斜率技術(shù)。由于碼相關(guān)函數(shù)在多徑效應(yīng)下不再是關(guān)于峰值左右對(duì)稱(chēng)的，峰值的兩側(cè)坡度不同。MET技術(shù)下，在峰值的兩側(cè)均增加一個(gè)相關(guān)器，則可以對(duì)峰值兩側(cè)的坡度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)相關(guān)峰的位置估計(jì)會(huì)更加的精確，這也是該技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)。

該技術(shù)在應(yīng)用中，采用四個(gè)相關(guān)器，對(duì)相關(guān)函數(shù)進(jìn)行采樣，進(jìn)而通過(guò)不同相關(guān)器對(duì)峰值兩側(cè)的斜率進(jìn)行計(jì)算，從而來(lái)測(cè)量偽距，如圖2所示。過(guò)L1、L2的直線和過(guò)E1、E2的直線的交點(diǎn)是相關(guān)函數(shù)的峰值點(diǎn)，根據(jù)該點(diǎn)可以確定碼跟蹤的誤差，然后利用誤差對(duì)跟蹤環(huán)路的反饋量進(jìn)行補(bǔ)償。

圖2 E-L斜率技術(shù)原理圖

如果L1和E1的輸出值間距是d，而L1、L2與E1、E2的輸出值間距是d1時(shí)，此時(shí)MET鑒相函數(shù)即為：

上式中，表示相關(guān)峰左斜率，表示相關(guān)峰右斜率，表示鑒相器反饋調(diào)整量，表示相關(guān)器E1的輸出值，表示相關(guān)器L1的輸出值。

則MET跟蹤誤差就是：

式中，和分別表示多徑延遲和多徑信號(hào)的載波相位，a表示幅值，θ表示本地載波相位。

有益效果：對(duì)于多徑信號(hào)屬于中等長(zhǎng)度延時(shí)（0.1T<Δτ

3）MEDLL技術(shù)（相關(guān)專(zhuān)利：US5692008A，1995年申請(qǐng)）。

解決的技術(shù)問(wèn)題：消除多路徑引起的誤差。

技術(shù)方案：MEDLL方法采用多相關(guān)器接收機(jī)得到相關(guān)函數(shù)的多個(gè)（一般多于10個(gè)）采樣值，利用最大似然估計(jì)，以估計(jì)的誤差最小為原則，可得到估計(jì)接收信號(hào)：

其中m是對(duì)接收信號(hào)中的多徑信號(hào)數(shù)目的估計(jì)。為了防止出現(xiàn)處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的弊端，可以對(duì)m值人為進(jìn)行設(shè)定。在測(cè)量的實(shí)際環(huán)境中，雖然任何時(shí)間都同時(shí)存在多個(gè)多徑信號(hào)，但影響較為嚴(yán)重的多徑信號(hào)只有較強(qiáng)的一兩個(gè)占主導(dǎo)地位，通常m值取3或4比較適合。

有益效果：與窄相關(guān)技術(shù)和MET技術(shù)相比，MEDLL技術(shù)的優(yōu)勢(shì)非常明顯，尤其是相對(duì)延時(shí)在大于0.1T的多徑信號(hào)，采用該技術(shù)能夠?qū)?lái)的跟蹤誤差完全消除。主要是多相關(guān)器技術(shù)的應(yīng)用，可以獲取更多相關(guān)函數(shù)信息所帶來(lái)的效果。如果多徑信號(hào)延時(shí)低于0.1T，不管是窄相關(guān)技術(shù)、MET技術(shù)還是MEDLL技術(shù)，性能上差別都不大，效果也都不是非常理想，對(duì)于此類(lèi)多徑信號(hào)，采用信號(hào)處理技術(shù)難以有效進(jìn)行抑制，需要應(yīng)用其他方法，如抗多徑接收天線的應(yīng)用，能夠達(dá)到理想的效果。

因?yàn)橐幚淼男畔⒘糠浅４螅鳰EDLL的實(shí)時(shí)性相對(duì)較差，例如在獲取相關(guān)數(shù)據(jù)方面需要耗時(shí)1 s平滑，因此在多徑變化相對(duì)緩慢的場(chǎng)合比較適用，如在WAAS系統(tǒng)監(jiān)測(cè)站中的應(yīng)用就非常適合。此外，該技術(shù)在監(jiān)測(cè)接收環(huán)境中的多徑情況時(shí)，可作為多徑環(huán)境檢測(cè)儀使用。

4）PAC相關(guān)（相關(guān)專(zhuān)利：US6243409B1，1997年申請(qǐng)）。

解決的技術(shù)問(wèn)題：降低多徑信號(hào)對(duì)跟蹤的干擾可通過(guò)窄相關(guān)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是US5101416A提出的窄相關(guān)技術(shù)不能無(wú)限度減小相關(guān)器間隔，為了更好的消除多路徑效應(yīng)，提出了以窄相關(guān)器為基礎(chǔ)的PAC技術(shù)。

技術(shù)方案：PAC技術(shù)本質(zhì)上也是一種窄相關(guān)技術(shù)，通過(guò)補(bǔ)償相關(guān)三角形的不對(duì)稱(chēng)性來(lái)實(shí)現(xiàn)。

圖3 兩路超前和兩路滯后相關(guān)器的示意圖

兩個(gè)超前相關(guān)器、兩個(gè)滯后相關(guān)器及一個(gè)即時(shí)相關(guān)器構(gòu)成碼跟蹤環(huán)，相關(guān)器之間延遲0.05chip。如圖3所示為兩個(gè)超前和兩個(gè)滯后相關(guān)器的示意圖，表示復(fù)信號(hào)和本地C/A碼的互相關(guān)函數(shù)，如果假設(shè)相關(guān)之前的信號(hào)帶寬不限定，即：

，

相關(guān)器E1的輸出為RE1，相關(guān)器E2的輸出為RE2，相關(guān)器L1的輸出為RL1，相關(guān)器L2的輸出為RL2，d表示相關(guān)器間距。引入補(bǔ)償因子w：w=a1+a2。如果多路徑信號(hào)不存在，則a1=-a2，補(bǔ)償因子為0；如果多路徑信號(hào)存在且相關(guān)三角形不對(duì)稱(chēng)，那么w≠0。因?yàn)槭褂玫氖钦嚓P(guān)器，因此直線LE1E2的斜率與LE1P的斜率是近似相等的，利用該性質(zhì)，RL1的值可以用補(bǔ)償因子進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì)多路徑信號(hào)對(duì)相關(guān)三角形不對(duì)稱(chēng)的影響進(jìn)行消除。用補(bǔ)償因子補(bǔ)償后的相關(guān)值可以用公式計(jì)算。

使用超前減滯后算法DLL鑒相器的鑒相函數(shù)變?yōu)?/p>

PAC鑒相函數(shù)可以看作是兩組超前減滯后窄相關(guān)器的線性函數(shù)，通過(guò)這兩組窄相關(guān)器的相關(guān)函數(shù)可以來(lái)推導(dǎo)PAC鑒相函數(shù)。延遲大于相關(guān)函數(shù)的有效區(qū)域多路徑信號(hào)不會(huì)對(duì)相關(guān)函數(shù)產(chǎn)生作用，即延遲小于相關(guān)函數(shù)的有效區(qū)域多路徑信號(hào)才會(huì)引起鑒相誤差。PAC鑒相器是兩組窄相關(guān)器相關(guān)函數(shù)的線性函數(shù)，可以消除更多的多路徑信號(hào)。

盡管PAC鑒相器沒(méi)有消除所有的多路徑干擾，但是和普通的窄相關(guān)器比較，性能還是大幅提高。使用PAC的跟蹤環(huán)路，偽距測(cè)量精度同標(biāo)準(zhǔn)的寬相關(guān)器相比可以提高4倍，同窄相關(guān)器相比可以提高兩倍。

5）Vision相關(guān)器（相關(guān)專(zhuān)利：US7738536B2，2003年申請(qǐng)）。

解決的技術(shù)問(wèn)題：消除多路徑效應(yīng)。

技術(shù)方案：Vision Correlator技術(shù)是在多徑消除技術(shù)（Multipath Mitigation Technology，簡(jiǎn)稱(chēng)MMT）的基礎(chǔ)上提出的，MMT是通過(guò)高分辨率得到與接收信號(hào)有關(guān)的脈沖信息，從而估計(jì)直達(dá)信號(hào)和多徑信號(hào)，該方法對(duì)于偽碼和載波相位測(cè)距方法都可以達(dá)到理論極限值。而Vision Correlator技術(shù)則是通過(guò)在時(shí)域上觀察C/A碼跳變期間射頻信號(hào)的特點(diǎn)，以達(dá)到抑制多徑信號(hào)的目的。

有益效果：該技術(shù)比以前的多徑抑制技術(shù)在檢測(cè)和消除多徑信號(hào)方面都有明顯的改進(jìn)。但該方法需要大量的硬件資源來(lái)采樣C/A碼數(shù)據(jù)跳變時(shí)的射頻信號(hào)，并需要相當(dāng)于復(fù)雜的軟件來(lái)根據(jù)采樣信號(hào)來(lái)優(yōu)化估算直達(dá)和多徑參數(shù)。

從2004年起諾瓦泰公司根據(jù)GNSS定位技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)其研發(fā)方向進(jìn)行適時(shí)調(diào)整，將研發(fā)重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到了網(wǎng)絡(luò)RTK方面，技術(shù)方案是：將基站和多個(gè)移動(dòng)站接收的定位數(shù)據(jù)發(fā)送至一個(gè)數(shù)據(jù)處理中心，中心批處理數(shù)據(jù)獲得多個(gè)改正數(shù)，將改正數(shù)發(fā)送至移動(dòng)站，以幫助移動(dòng)站準(zhǔn)確定位。這也和GPS接收機(jī)技術(shù)總的發(fā)展趨勢(shì)相一致。

2 結(jié)束語(yǔ)

技術(shù)是發(fā)展的基礎(chǔ)，任何產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都必須依托其核心技術(shù)，核心專(zhuān)利的儲(chǔ)備很關(guān)鍵，我國(guó)現(xiàn)有衛(wèi)星導(dǎo)航定位的核心專(zhuān)利層面的儲(chǔ)備比較薄弱，將對(duì)北斗的發(fā)展具有不良影響，在當(dāng)前的嚴(yán)峻形勢(shì)下，北斗產(chǎn)業(yè)必須重視核心技術(shù)的開(kāi)發(fā)及核心專(zhuān)利的儲(chǔ)備，提高其競(jìng)爭(zhēng)力。并且諾瓦泰公司的技術(shù)發(fā)展可以給國(guó)內(nèi)GNSS接收機(jī)廠商的發(fā)展提供很好的借鑒意義，即技術(shù)是企業(yè)發(fā)展的根本，并且其研發(fā)方向，要順應(yīng)技術(shù)發(fā)展潮流，適時(shí)調(diào)整技術(shù)發(fā)展方向，拓展自己的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，從而提高本公司的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

[1]李健，呂志平.基于CORS的衛(wèi)星定位在線服務(wù)系統(tǒng)[J].測(cè)繪通報(bào)，2007（08）.endprint

有益效果：與窄相關(guān)技術(shù)和MET技術(shù)相比，MEDLL技術(shù)的優(yōu)勢(shì)非常明顯，尤其是相對(duì)延時(shí)在大于0.1T的多徑信號(hào)，采用該技術(shù)能夠?qū)?lái)的跟蹤誤差完全消除。主要是多相關(guān)器技術(shù)的應(yīng)用，可以獲取更多相關(guān)函數(shù)信息所帶來(lái)的效果。如果多徑信號(hào)延時(shí)低于0.1T，不管是窄相關(guān)技術(shù)、MET技術(shù)還是MEDLL技術(shù)，性能上差別都不大，效果也都不是非常理想，對(duì)于此類(lèi)多徑信號(hào)，采用信號(hào)處理技術(shù)難以有效進(jìn)行抑制，需要應(yīng)用其他方法，如抗多徑接收天線的應(yīng)用，能夠達(dá)到理想的效果。

因?yàn)橐幚淼男畔⒘糠浅４?，而MEDLL的實(shí)時(shí)性相對(duì)較差，例如在獲取相關(guān)數(shù)據(jù)方面需要耗時(shí)1 s平滑，因此在多徑變化相對(duì)緩慢的場(chǎng)合比較適用，如在WAAS系統(tǒng)監(jiān)測(cè)站中的應(yīng)用就非常適合。此外，該技術(shù)在監(jiān)測(cè)接收環(huán)境中的多徑情況時(shí)，可作為多徑環(huán)境檢測(cè)儀使用。

4）PAC相關(guān)（相關(guān)專(zhuān)利：US6243409B1，1997年申請(qǐng)）。

解決的技術(shù)問(wèn)題：降低多徑信號(hào)對(duì)跟蹤的干擾可通過(guò)窄相關(guān)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是US5101416A提出的窄相關(guān)技術(shù)不能無(wú)限度減小相關(guān)器間隔，為了更好的消除多路徑效應(yīng)，提出了以窄相關(guān)器為基礎(chǔ)的PAC技術(shù)。

技術(shù)方案：PAC技術(shù)本質(zhì)上也是一種窄相關(guān)技術(shù)，通過(guò)補(bǔ)償相關(guān)三角形的不對(duì)稱(chēng)性來(lái)實(shí)現(xiàn)。

圖3 兩路超前和兩路滯后相關(guān)器的示意圖

兩個(gè)超前相關(guān)器、兩個(gè)滯后相關(guān)器及一個(gè)即時(shí)相關(guān)器構(gòu)成碼跟蹤環(huán)，相關(guān)器之間延遲0.05chip。如圖3所示為兩個(gè)超前和兩個(gè)滯后相關(guān)器的示意圖，表示復(fù)信號(hào)和本地C/A碼的互相關(guān)函數(shù)，如果假設(shè)相關(guān)之前的信號(hào)帶寬不限定，即：

，

相關(guān)器E1的輸出為RE1，相關(guān)器E2的輸出為RE2，相關(guān)器L1的輸出為RL1，相關(guān)器L2的輸出為RL2，d表示相關(guān)器間距。引入補(bǔ)償因子w：w=a1+a2。如果多路徑信號(hào)不存在，則a1=-a2，補(bǔ)償因子為0；如果多路徑信號(hào)存在且相關(guān)三角形不對(duì)稱(chēng)，那么w≠0。因?yàn)槭褂玫氖钦嚓P(guān)器，因此直線LE1E2的斜率與LE1P的斜率是近似相等的，利用該性質(zhì)，RL1的值可以用補(bǔ)償因子進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì)多路徑信號(hào)對(duì)相關(guān)三角形不對(duì)稱(chēng)的影響進(jìn)行消除。用補(bǔ)償因子補(bǔ)償后的相關(guān)值可以用公式計(jì)算。

使用超前減滯后算法DLL鑒相器的鑒相函數(shù)變?yōu)?/p>

PAC鑒相函數(shù)可以看作是兩組超前減滯后窄相關(guān)器的線性函數(shù)，通過(guò)這兩組窄相關(guān)器的相關(guān)函數(shù)可以來(lái)推導(dǎo)PAC鑒相函數(shù)。延遲大于相關(guān)函數(shù)的有效區(qū)域多路徑信號(hào)不會(huì)對(duì)相關(guān)函數(shù)產(chǎn)生作用，即延遲小于相關(guān)函數(shù)的有效區(qū)域多路徑信號(hào)才會(huì)引起鑒相誤差。PAC鑒相器是兩組窄相關(guān)器相關(guān)函數(shù)的線性函數(shù)，可以消除更多的多路徑信號(hào)。

盡管PAC鑒相器沒(méi)有消除所有的多路徑干擾，但是和普通的窄相關(guān)器比較，性能還是大幅提高。使用PAC的跟蹤環(huán)路，偽距測(cè)量精度同標(biāo)準(zhǔn)的寬相關(guān)器相比可以提高4倍，同窄相關(guān)器相比可以提高兩倍。

5）Vision相關(guān)器（相關(guān)專(zhuān)利：US7738536B2，2003年申請(qǐng)）。

解決的技術(shù)問(wèn)題：消除多路徑效應(yīng)。

技術(shù)方案：Vision Correlator技術(shù)是在多徑消除技術(shù)（Multipath Mitigation Technology，簡(jiǎn)稱(chēng)MMT）的基礎(chǔ)上提出的，MMT是通過(guò)高分辨率得到與接收信號(hào)有關(guān)的脈沖信息，從而估計(jì)直達(dá)信號(hào)和多徑信號(hào)，該方法對(duì)于偽碼和載波相位測(cè)距方法都可以達(dá)到理論極限值。而Vision Correlator技術(shù)則是通過(guò)在時(shí)域上觀察C/A碼跳變期間射頻信號(hào)的特點(diǎn)，以達(dá)到抑制多徑信號(hào)的目的。

有益效果：該技術(shù)比以前的多徑抑制技術(shù)在檢測(cè)和消除多徑信號(hào)方面都有明顯的改進(jìn)。但該方法需要大量的硬件資源來(lái)采樣C/A碼數(shù)據(jù)跳變時(shí)的射頻信號(hào)，并需要相當(dāng)于復(fù)雜的軟件來(lái)根據(jù)采樣信號(hào)來(lái)優(yōu)化估算直達(dá)和多徑參數(shù)。

從2004年起諾瓦泰公司根據(jù)GNSS定位技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)其研發(fā)方向進(jìn)行適時(shí)調(diào)整，將研發(fā)重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到了網(wǎng)絡(luò)RTK方面，技術(shù)方案是：將基站和多個(gè)移動(dòng)站接收的定位數(shù)據(jù)發(fā)送至一個(gè)數(shù)據(jù)處理中心，中心批處理數(shù)據(jù)獲得多個(gè)改正數(shù)，將改正數(shù)發(fā)送至移動(dòng)站，以幫助移動(dòng)站準(zhǔn)確定位。這也和GPS接收機(jī)技術(shù)總的發(fā)展趨勢(shì)相一致。

2 結(jié)束語(yǔ)

技術(shù)是發(fā)展的基礎(chǔ)，任何產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都必須依托其核心技術(shù)，核心專(zhuān)利的儲(chǔ)備很關(guān)鍵，我國(guó)現(xiàn)有衛(wèi)星導(dǎo)航定位的核心專(zhuān)利層面的儲(chǔ)備比較薄弱，將對(duì)北斗的發(fā)展具有不良影響，在當(dāng)前的嚴(yán)峻形勢(shì)下，北斗產(chǎn)業(yè)必須重視核心技術(shù)的開(kāi)發(fā)及核心專(zhuān)利的儲(chǔ)備，提高其競(jìng)爭(zhēng)力。并且諾瓦泰公司的技術(shù)發(fā)展可以給國(guó)內(nèi)GNSS接收機(jī)廠商的發(fā)展提供很好的借鑒意義，即技術(shù)是企業(yè)發(fā)展的根本，并且其研發(fā)方向，要順應(yīng)技術(shù)發(fā)展潮流，適時(shí)調(diào)整技術(shù)發(fā)展方向，拓展自己的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，從而提高本公司的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

[1]李健，呂志平.基于CORS的衛(wèi)星定位在線服務(wù)系統(tǒng)[J].測(cè)繪通報(bào)，2007（08）.endprint

有益效果：與窄相關(guān)技術(shù)和MET技術(shù)相比，MEDLL技術(shù)的優(yōu)勢(shì)非常明顯，尤其是相對(duì)延時(shí)在大于0.1T的多徑信號(hào)，采用該技術(shù)能夠?qū)?lái)的跟蹤誤差完全消除。主要是多相關(guān)器技術(shù)的應(yīng)用，可以獲取更多相關(guān)函數(shù)信息所帶來(lái)的效果。如果多徑信號(hào)延時(shí)低于0.1T，不管是窄相關(guān)技術(shù)、MET技術(shù)還是MEDLL技術(shù)，性能上差別都不大，效果也都不是非常理想，對(duì)于此類(lèi)多徑信號(hào)，采用信號(hào)處理技術(shù)難以有效進(jìn)行抑制，需要應(yīng)用其他方法，如抗多徑接收天線的應(yīng)用，能夠達(dá)到理想的效果。

因?yàn)橐幚淼男畔⒘糠浅４?，而MEDLL的實(shí)時(shí)性相對(duì)較差，例如在獲取相關(guān)數(shù)據(jù)方面需要耗時(shí)1 s平滑，因此在多徑變化相對(duì)緩慢的場(chǎng)合比較適用，如在WAAS系統(tǒng)監(jiān)測(cè)站中的應(yīng)用就非常適合。此外，該技術(shù)在監(jiān)測(cè)接收環(huán)境中的多徑情況時(shí)，可作為多徑環(huán)境檢測(cè)儀使用。

4）PAC相關(guān)（相關(guān)專(zhuān)利：US6243409B1，1997年申請(qǐng)）。

解決的技術(shù)問(wèn)題：降低多徑信號(hào)對(duì)跟蹤的干擾可通過(guò)窄相關(guān)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是US5101416A提出的窄相關(guān)技術(shù)不能無(wú)限度減小相關(guān)器間隔，為了更好的消除多路徑效應(yīng)，提出了以窄相關(guān)器為基礎(chǔ)的PAC技術(shù)。

技術(shù)方案：PAC技術(shù)本質(zhì)上也是一種窄相關(guān)技術(shù)，通過(guò)補(bǔ)償相關(guān)三角形的不對(duì)稱(chēng)性來(lái)實(shí)現(xiàn)。

圖3 兩路超前和兩路滯后相關(guān)器的示意圖

兩個(gè)超前相關(guān)器、兩個(gè)滯后相關(guān)器及一個(gè)即時(shí)相關(guān)器構(gòu)成碼跟蹤環(huán)，相關(guān)器之間延遲0.05chip。如圖3所示為兩個(gè)超前和兩個(gè)滯后相關(guān)器的示意圖，表示復(fù)信號(hào)和本地C/A碼的互相關(guān)函數(shù)，如果假設(shè)相關(guān)之前的信號(hào)帶寬不限定，即：

，

相關(guān)器E1的輸出為RE1，相關(guān)器E2的輸出為RE2，相關(guān)器L1的輸出為RL1，相關(guān)器L2的輸出為RL2，d表示相關(guān)器間距。引入補(bǔ)償因子w：w=a1+a2。如果多路徑信號(hào)不存在，則a1=-a2，補(bǔ)償因子為0；如果多路徑信號(hào)存在且相關(guān)三角形不對(duì)稱(chēng)，那么w≠0。因?yàn)槭褂玫氖钦嚓P(guān)器，因此直線LE1E2的斜率與LE1P的斜率是近似相等的，利用該性質(zhì)，RL1的值可以用補(bǔ)償因子進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì)多路徑信號(hào)對(duì)相關(guān)三角形不對(duì)稱(chēng)的影響進(jìn)行消除。用補(bǔ)償因子補(bǔ)償后的相關(guān)值可以用公式計(jì)算。

使用超前減滯后算法DLL鑒相器的鑒相函數(shù)變?yōu)?/p>

PAC鑒相函數(shù)可以看作是兩組超前減滯后窄相關(guān)器的線性函數(shù)，通過(guò)這兩組窄相關(guān)器的相關(guān)函數(shù)可以來(lái)推導(dǎo)PAC鑒相函數(shù)。延遲大于相關(guān)函數(shù)的有效區(qū)域多路徑信號(hào)不會(huì)對(duì)相關(guān)函數(shù)產(chǎn)生作用，即延遲小于相關(guān)函數(shù)的有效區(qū)域多路徑信號(hào)才會(huì)引起鑒相誤差。PAC鑒相器是兩組窄相關(guān)器相關(guān)函數(shù)的線性函數(shù)，可以消除更多的多路徑信號(hào)。

盡管PAC鑒相器沒(méi)有消除所有的多路徑干擾，但是和普通的窄相關(guān)器比較，性能還是大幅提高。使用PAC的跟蹤環(huán)路，偽距測(cè)量精度同標(biāo)準(zhǔn)的寬相關(guān)器相比可以提高4倍，同窄相關(guān)器相比可以提高兩倍。

5）Vision相關(guān)器（相關(guān)專(zhuān)利：US7738536B2，2003年申請(qǐng)）。

解決的技術(shù)問(wèn)題：消除多路徑效應(yīng)。

技術(shù)方案：Vision Correlator技術(shù)是在多徑消除技術(shù)（Multipath Mitigation Technology，簡(jiǎn)稱(chēng)MMT）的基礎(chǔ)上提出的，MMT是通過(guò)高分辨率得到與接收信號(hào)有關(guān)的脈沖信息，從而估計(jì)直達(dá)信號(hào)和多徑信號(hào)，該方法對(duì)于偽碼和載波相位測(cè)距方法都可以達(dá)到理論極限值。而Vision Correlator技術(shù)則是通過(guò)在時(shí)域上觀察C/A碼跳變期間射頻信號(hào)的特點(diǎn)，以達(dá)到抑制多徑信號(hào)的目的。

有益效果：該技術(shù)比以前的多徑抑制技術(shù)在檢測(cè)和消除多徑信號(hào)方面都有明顯的改進(jìn)。但該方法需要大量的硬件資源來(lái)采樣C/A碼數(shù)據(jù)跳變時(shí)的射頻信號(hào)，并需要相當(dāng)于復(fù)雜的軟件來(lái)根據(jù)采樣信號(hào)來(lái)優(yōu)化估算直達(dá)和多徑參數(shù)。

從2004年起諾瓦泰公司根據(jù)GNSS定位技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)其研發(fā)方向進(jìn)行適時(shí)調(diào)整，將研發(fā)重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到了網(wǎng)絡(luò)RTK方面，技術(shù)方案是：將基站和多個(gè)移動(dòng)站接收的定位數(shù)據(jù)發(fā)送至一個(gè)數(shù)據(jù)處理中心，中心批處理數(shù)據(jù)獲得多個(gè)改正數(shù)，將改正數(shù)發(fā)送至移動(dòng)站，以幫助移動(dòng)站準(zhǔn)確定位。這也和GPS接收機(jī)技術(shù)總的發(fā)展趨勢(shì)相一致。

2 結(jié)束語(yǔ)

技術(shù)是發(fā)展的基礎(chǔ)，任何產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都必須依托其核心技術(shù)，核心專(zhuān)利的儲(chǔ)備很關(guān)鍵，我國(guó)現(xiàn)有衛(wèi)星導(dǎo)航定位的核心專(zhuān)利層面的儲(chǔ)備比較薄弱，將對(duì)北斗的發(fā)展具有不良影響，在當(dāng)前的嚴(yán)峻形勢(shì)下，北斗產(chǎn)業(yè)必須重視核心技術(shù)的開(kāi)發(fā)及核心專(zhuān)利的儲(chǔ)備，提高其競(jìng)爭(zhēng)力。并且諾瓦泰公司的技術(shù)發(fā)展可以給國(guó)內(nèi)GNSS接收機(jī)廠商的發(fā)展提供很好的借鑒意義，即技術(shù)是企業(yè)發(fā)展的根本，并且其研發(fā)方向，要順應(yīng)技術(shù)發(fā)展潮流，適時(shí)調(diào)整技術(shù)發(fā)展方向，拓展自己的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，從而提高本公司的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

[1]李健，呂志平.基于CORS的衛(wèi)星定位在線服務(wù)系統(tǒng)[J].測(cè)繪通報(bào)，2007（08）.endprint