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随着卫星导航应用的逐步扩展,接收机的工作环境愈发复杂,对接收机的适应性能的要求进一步提高。对于军事应用而言,战场的环境复杂多变,尤其是丛林和巷战,导航信号衰减严重;对于日常民用而言,城市街区高楼林立、多种信号交织,导航信号会因多径、干扰和遮蔽而使得信号发生衰减。增强接收机在恶劣环境下的跟踪性能,提高导航接收机在复杂环境下的连续性和稳定性,成为了导航领域研究热点。矢量跟踪利用各跟踪通道间的耦合信息,以导航定位解算辅助跟踪,有效提升了接收机的跟踪性能。本文聚焦于矢量跟踪算法和性能的研究,主要从以下三个方面开展:(1)本文从接收机整体结构和通道内部结构等方面描述了传统跟踪方法与矢量跟踪方法的差异。在对比传统环路与矢量环路差异的基础上,分析了各类性能评估指标在不同跟踪结构中的定义,为下文对各种类型矢量跟踪性能评估建立评估标准和规范。(2)本文通过对矢量跟踪延迟锁定环路(VDLL)的算法和性能进行详细的分析和对比,详细阐述了矢量跟踪的优势与不足。相比于标量跟踪方法(SDLL)通道间相互独立、浪费跟踪资源,VDLL算法充分挖掘通道间的相关信息,有效的提升了伪码的跟踪灵敏度及跟踪精度,但由于其载波依然使用传统跟踪方法,因此整体的跟踪性能受限;同样由于通道相互耦合,VDLL算法存在码跟踪偏差,并使定位解算出现较大误差。通过理论分析及仿真验证,理想条件下,VDLL较SDLL跟踪灵敏度门限更低,在低载噪比情况下,码相位跟踪精度提升约60%~75%,且卫星信号越弱,性能提升越明显;同时VDLL还具有较强部分卫星失锁重捕能力。(3)为解决VDLL引入码跟踪偏差,同时提高载波跟踪性能,降低跟踪算法复杂度,本文尝试利用矢量频率锁定环路(VFLL)跟踪载波辅助传统码跟踪环路(SDLL)的组合方式对卫星信号进行跟踪,既可以提高载波跟踪性能,又可以避免码跟踪偏差。通过仿真验证,“SDLL+VFLL”的跟踪结构相比于“SDLL+SFLL”有效提升了载波跟踪的灵敏度、精度和稳定性;相比于“VDLL+VFLL”避免了引入码跟踪偏差,同时降低了跟踪算法的复杂度。通过理论分析及仿真验证,理想条件下,VFLL较SFLL跟踪灵敏度高,在低载噪比情况下,码相位跟踪精度提升约70%~75%,且卫星信号越弱,性能提升越明显;相比于VDLL,同时保证码跟踪无偏。