多路径效应
浏览量:1发布时间:2022-12-20 09:47:28
  简介
 
  接收机接收到的卫星信号为失真的卫星发射信号,产生失真的原因之一就是多路径效应。如果卫星发生的信号经卫星到接收机的直线路径到达接收机,这接收机接收到的信号为卫星发射信号的延迟,且信号的强度最大。考虑信号在传播过程中,受一些物体的反射,而改变了信号的传播方向、振幅、极化以及相位等,这些变化了的信号到达接收机,与通过直线路径到达接收机的信号产生叠加。这种现象称为多路径效应。
 
  影响
 
  多路径效应是GPS测量中干扰测量质量的主要原因之一。多路径效应类似于回声的现象,在接收机收到从卫星直接发射的信号的同时,它也接收到由其他物体反射的卫星信号。在GPS测量中如无法更换测量地点,降低多路径效应的方法主要有增加卫星截止高度角,但这样做的同时也会屏蔽掉低高度角的卫星(就是刚从地平线升起的卫星)信号。除此之外还可以增加扼流圈,抑径板等装置。但是多路径效应只能减弱,无法消除。
 
  多路径效应是指接收机除直接收到卫星发射的信号外,还同时收到经天线周围地物一次或多次反射的卫星信号。这些信号与直接信号叠加,从而使观测量产生误差。而且这种误差随天线周围反射面的性质而异,所以很难建立描述它的数学模型。根据实验资料的分析表明,在一般反射环境下,多路径效应对测码伪距的影响可达米级,对测相伪距的影响可达厘米级;而在高反射环境下,不仅其影响将显著增大,而且常常导致接收的卫星信号失锁和使载波相位观测量产生周跳。因为,对于码观测量和载波。相位观测量,除了电离层折射和多路径效应之外,其他的误差都是相同的,所以应用码观测量和载波相位观测量的特殊组合,可以估算出多路径效应的影响。只是由于码观测值的精度不高,这就意味着用这种方法仍无法探测到小的多路径效应。
 
  多路径效应的影响,一般包括常数部分和周期性部分,其中常数部分,在同一地点将会日复一日地重复出现。
 
  消弱方法
 
  基线两端的多路径效应不具有相关性,无法通过差分技术来消除,从而使多路径效应误差成为GPS短基线差分测量的一个主要的误差来源,如何削弱多路径效应误差是GPS高精度测量的一个最主要的问题。当前GPS多路径效应研究大致可以分为三类:GPS天线设计、接收机信号处理以及数据后处理。通过设计特殊的GPS火线来抑制多路径的方法主要有天线增益法、天线极化法、扼流圈天线。特殊的天线有效地抑制多路径效应,但这种天线的体积较大,价格昂贵,而且对于高度角较大的反射信号造成的多路径效应仍然无能为力。接收机信号处理法是通过改进信号处理技术,在信号处理阶段削弱多路径效应的影响。其中主要有窄相关技术、多路径削减技术MET(Muhipath Elimination Technology)以及削减多路径的延迟锁相环MEDLL(Multipalh Elimination Delay Lock Loop)。前两种技术只考虑了DLL(Delay Lock Loop)中多路径的影响,只能改善伪距观测值中多路径效应的影响。中多路径的影响,可有效地削减伪距与相位观测值中的多路径效应的影响,这种技术计算量较大,对硬件的要求较高。