GNSS 直接位置估计中多路径误差传播的几何轮廓
信号处理
2025-07-25 v1
摘要
直接位置估计 (DPE) 是一种从 GNSS 信号的交叉歧义函数 (CAF) 中直接估计位置、速度和时间 (PVT) 信息的方法，显著提升了接收机在城市环境下的鲁棐性。然而，关于 DPE 理论下多路径误差的理论表征仍不足。几何观察揭示了 DPE 误差在多路径和热噪声背景下的独特特征，分别表现为估计偏置和方差。本文在 DPE 噪声方差的理论框架基础上，通过几何分析聚焦于多路径误差的几何表示，量化由 CAF 和 PVT 解答因偏离方位角和仰角而产生的偏置。引入卫星圆形多路径偏置 (SCMB) 模型，融合来自多个卫星信道的 CAF 误差和 PVT 误差。通过讨论各种多路径条件，建立 PVT 偏置的最大或最小值边界。通过蒙特卡罗仿真和城市峡谷测试确认了多路径几何轮廓的正确性。研究表明，最大 PVT 偏置取决于跨越各种卫星信道所观察到的最大多路径误差。此外，PVT 偏置随卫星仰角增大而增加，这受 CAF 多路径偏置投影的影响。为从几何角度选择 DPE 卫星，为实现最优卫星几何配置，强调选择高低仰角组合的重要性。
引用
@article{arxiv.2507.18096,
title = {Geometrical portrait of Multipath error propagation in GNSS Direct Position Estimation},
author = {Jihong Huang and Rong Yang and Wei Gao and Xingqun Zhan and Zheng Yao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.18096},
year = {2025}
}