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Doppler-aided positioning in GNSS receivers - A performance analysis

Vincent, François und Vilà-Valls, Jordi und Besson, Olivier und Medina, Daniel und Chaumette, Eric (2020) Doppler-aided positioning in GNSS receivers - A performance analysis. Signal Processing, 176 (107713). Elsevier. doi: 10.1016/j.sigpro.2020.107713. ISSN 0165-1684.

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340kB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0165168420302565

Kurzfassung

The main objective of Global Navigation Satellite Systems (GNSS) is to precisely locate a receiver based on the reception of radio-frequency waveforms broadcasted by a set of satellites. Given delayed and Doppler shifted replicas of the known transmitted signals, the most widespread approach consists in a two-step algorithm. First, the delays and Doppler shifts from each satellite are estimated independently, and subsequently the user position and Velocity are computed as the solution to a Weighted Least Squares (WLS) problem. This second step conventionally uses only delay measurements to determine the user position, although Doppler is also informative. The goal of this paper is to provide simple and meaningful expressions of the positioning precision. These expressions are analysed with respect to the standard WLS algorithms, exploiting the Doppler information or not. We can then evaluate the performance improvement brought by a joint frequency and delay positioning procedure. Numerical simulations assess that using Doppler information is indeed effective when considering long observation times, and particularly useful in challenging scenarios such as urban canyons (constrained satellite visibility) or near indoor situations (weak signal conditions which need long integration times), thus providing new insights for the design of robust and high-sensitivity receivers.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/135598/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Doppler-aided positioning in GNSS receivers - A performance analysis
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Vincent, Françoisfrancois.vincent (at) isae.frNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vilà-Valls, JordiJordi.VILA-VALLS (at) isae-supaero.frhttps://orcid.org/0000-0001-7858-4171NICHT SPEZIFIZIERT
Besson, Olivierolivier.besson (at) isae-supaero.frNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Medina, DanielDaniel.AriasMedina (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1586-3269NICHT SPEZIFIZIERT
Chaumette, EricEric.CHAUMETTE (at) isae-supaero.frNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:November 2020
Erschienen in:Signal Processing
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:176
DOI:10.1016/j.sigpro.2020.107713
Verlag:Elsevier
ISSN:0165-1684
Status:veröffentlicht
Stichwörter:GNSS; Positioning; Cramér-Rao Bound; Fisher Information Matrix; Multilateration; High-sensitivity; Harsh Propagation conditions;
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Kommunikation und Navigation
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R KN - Kommunikation und Navigation
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt Navigation 4.0 (alt)
Standort: Neustrelitz
Institute & Einrichtungen:Institut für Kommunikation und Navigation > Nautische Systeme
Hinterlegt von: Medina, Daniel
Hinterlegt am:24 Jul 2020 10:27
Letzte Änderung:23 Feb 2021 12:00

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