Nonlinear fusion applied to pilot and data channels of GPS L2C Signal
Fusion non-linéaire appliquée aux voies pilote et données du signal GPS L2C
Résumé
The new GPS L2C signal carry on the same carrier a pilot channel and a data channel. We propose non-linear fusion operators to estimate the code and phase delays that are obtained on both channels. Moreover, we propose a new tracking architecture based on open loops including joint estimators and jump detectors. Indeed, we show that the evolution of the code delay discriminator obtained with an open loop is piecewise linear. In that case, we propose a one-line change point estimate that includes a new non-linear fusion operator, using prior information on the parameter to estimate. This prior information allows decreasing the correlation between the different observations and as a consequence to decrease the mean square error of the fused measurements. The phase delay tracking open loop provides angular measurements of the received GPS signal. In this context, we have extended the fusion and Bayesian filtering techniques from linear statistics to circular statistics to estimate the phase delay. We propose a new angular fusion operator, a circular recursive filter and a change point estimator for piecewise stationary circular process. The proposed methods allow to process long time integration of the coherent discriminator values and so to improve the high rate localization of a mobile receptor compute every millisecond.
Le nouveau signal GPS L2C contient sur une même porteuse une voie pilote et une voie de données. Il est proposé dans cette thèse des opérateurs de fusion non-linéaire, pour estimer les décalages du code et les informations de retard de phase obtenus sur ces deux voies. De plus nous proposons une nouvelle architecture de poursuite basée sur des boucles ouvertes intégrant des estimateurs et détecteurs de ruptures conjoints. En effet, l'évolution du discriminant obtenu par une boucle de poursuite du code ouverte, est linéaire par morceaux. Nous proposons dans ce cas un estimateur de ruptures intégrant un nouvel opérateur de fusion non-linéaire qui utilise une information a priori sur le paramètre à estimer. Cette information a priori permet de diminuer la corrélation entre les différentes observations et ainsi de diminuer l'erreur quadratique moyenne des mesures fusionnées. La boucle de poursuite ouverte du retard de phase, fournit une mesure angulaire du déphasage du signal GPS reçu. Dans ce contexte nous avons étendu les techniques de fusion et de filtrage d'état Bayésien de la statistique linéaire à l'analyse des données circulaires pour l'estimation du déphasage. Nous proposons un nouvel opérateur de fusion angulaire, un filtre récursif circulaire et un estimateur de rupture de moyennes dans un processus circulaire stationnaire par morceaux. Les algorithmes proposés permettent de réaliser une intégration longue des valeurs cohérentes du discriminant et d'améliorer ainsi la localisation à la milliseconde d'un récepteur mobile.