Một khi tín hiệu thu được, một cần phải thực hiện theo Doppler và trì hoãn mã của vệ tinh theo thời gian, điều này là đối tượng của việc bám tín hiệu. Mục tiêu của bám tín hiệu là giữ tất cả năng lượng trong thành phần đồng pha, cho phép giải mã bit của bản tin định vị.
Chương này bắt đầu với một tổng quan về phương pháp bám truyền thống. Sau đó, một phương pháp kết hợp tín hiệu phát sóng ở một tần số tương tự và từ cùng một ch m sao được phát triển. Phương pháp này có thể được sử dụng để kết hợp GPS L1 C/A với L1C (dữ liệu và hoa tiêu) hoặc kênh dữ liệu Galileo L1 và hoa tiêu. Sau đó, một bộ lọc Kalman có thể bám GPS L1 C/A đơn phát triển trong
Nguyễn Xuân Tiến
75
nghiên cứu trước đây (Petovello và cộng sự 2006) được triển khai thực hiện. Cuối cùng, một bộ lọc Kalman có thể đồng thời kết hợp GPS L1 C/A với L1C (dữ liệu và hoa tiêu) hoặc kênh dữ liệu Galileo L1 và hoa tiêu được phát triển, thử nghiệm và cuối cùng so sánh với thực hiện của bộ lọc Kalman cho L1 GPS C/A đơn.
Như đã đề cập trước đây, mục tiêu bám được thực hiện theo dịch Doppler, sự trễ mã và pha theo thời gian để tính toán giả ngẫu nhiên (pseudorange) và đo lường pha. Trong thời gian bám truyền thống, hai v ng lặp được sử dụng song song để thực hiện theo pha sóng mang (hoặc tần số) và sự trễ mã. Một PLL (Phase Lock Loop) hoặc FLL (Frequency Lock Loop) hoặc kết hợp cả hai được sử dụng để bám những thay đổi trong phần sóng mang của tín hiệu. Sơ đồ của một PLL truyền thống được thể hiện trong hình 5.1. Một DLL (Delay Lock Loop) được sử dụng để bám sự trễ mã. Sơ đồ của một DLL truyền thống được thể hiện trong hình 5.2. Tín hiệu đến được nhân với một sóng mang được tạo ra cục bộ được tạo ra và trải mã, sau đó sự phân biệt được tính cho cả hai v ng. Kết quả phân biệt được lọc để suy ra điều chỉnh để áp dụng trong mã trễ và Doppler (và mã Doppler). Thông tin chi tiết có thể được tìm thấy trong Van Dierendonck (1996), Kaplan (2006), Peterson và cộng sự (1995).
Nguyễn Xuân Tiến
76
Với tất cả tín hiệu xem xét ở đây, có một sự mờ tín hiệu do bản tin dẫn đường hoặc mã thứ cấp. Tuy nhiên, đoạn mã thứ hai là được biết đến, và một khi chúng ta biết vị trí của mình trong đó, có thể thực hiện vòng khóa pha tinh khiết trên kênh hoa tiêu cho phép một sự tăng lên đến 6 dB (2006 Kaplan, Tran & 2002 Hegarty, Julien 2005).
Hình 4.12. Sơ đồ vòng khóa trễ (DLL).
Với tất cả tín hiệu xem xét ở đây, có một sự mờ tín hiệu do bản tin dẫn đường hoặc mã thứ cấp. Tuy nhiên, đoạn mã thứ hai là được biết đến, và một khi chúng ta biết vị trí của mình trong đó, có thể thực hiện vòng khóa pha tinh khiết trên kênh hoa tiêu cho phép một sự tăng lên đến 6 dB (2006 Kaplan, Tran & 2002 Hegarty, Julien 2005).
Độ chính xác của một v ng lặp bám phụ thuộc vào khả năng thực hiện theo l i, cụ thể là nhiễu nhiệt, đa đường, và tính động của thuê bao. DLL bị ảnh hưởng nhiều bởi nhiễu và đa đường là FLL hoặc PLL, trong khi can thiệp có thể ảnh hưởng đến tất cả v ng. Trải mã được sử dụng để điều biến tín hiệu có ảnh hưởng
Nguyễn Xuân Tiến
77
lớn về tác động của những l i trên bám. Ví dụ, tốc độ chip cao hơn và chu kỳ mã trải dài hơn có thể làm giảm tác động đến tín hiệu của l i này (1997 Braasch, 2002 Betz, Tran 2004). Từ những quan sát này, chúng ta có thể suy ra rằng tín hiệu GPS L1C và Galileo L1 nên ít bị ảnh hưởng bởi l i này hơn L1 C/A do chiều dài của trải mã.
Trong trường hợp của một điều chế BOC, hàm tự tương có chứa một đỉnh chính sắc nét hơn so với đỉnh điều chế BPSK làm giảm nhiễu do đa đường (Betz 2002), nhưng đỉnh bên cạnh có thể tạo ra một sự mờ và có thể được bám sai thay vì đỉnh chính, dẫn đến hoạt động bám kém. Một số nghiên cứu đã được thực hiện trên bộ chia để tránh sự bám của đỉnh bên cạnh (Dovis và cộng sự năm 2005, Hegarty năm 1999, Julien năm 2005, Julien và cộng sự năm 2007, Macabiau và cộng sự 2003). Một trong những bộ thu thương mại đầu tiên có thể bám Galileo L1 và E5a đã được phát triển bởi Novatel (bộ thu Novatel 15a) và thực hiện của nó được mô tả trong Gerein và cộng sự (2004). Một số kỹ thuật bám mà trong đó đáng kể có thể đơn giản hóa kiến trúc bộ thu của bộ thu GPS / Galileo L1 tương lai đã được phát triển bởi Julien và cộng sự (2007). Những kỹ thuật này đi vào xem xét một BOC thuần túy (1,1) thay vì điều chế CBOC hoàn chỉnh. Tuy nhiên, kỹ thuật này có thể dễ dàng thích ứng với đầy đủ tín hiệu CBOC (xem xét BOC (6.1) cũng vậy). Thật vậy, tùy thuộc vào độ chính xác bám mong muốn, CBOC có thể được coi chỉ như là một BOC (1,1) vì lý do phức tạp (xem phụ lục C).
Sau đó trong chương này, hoạt động của một bộ lọc Kalman phát triển để bám so với bám truyền thống. Việc bám thông số được sử dụng trong tài liệu phát triển phần mềm cho so sánh này được tóm tắt trong bảng 4.1.
Nguyễn Xuân Tiến
78
Bảng 4.1. Tóm tắt thông số bám truyền thống