GPS接收機抗干擾研究.pdf

1、導航系統(tǒng)正用于戰(zhàn)場各種武器平臺及飛行器，但容易受到干擾。因此導航信號抗干擾當前受到嚴重關注，是在理論、實現(xiàn)算法及技術等方面需要深入研究的課題。本文結合兩個科研項目：一、航天部某研究所的委托的“GPS/GLONASS/北斗I三?？垢蓴_中頻模塊設計”；二、通信抗干擾技術國家級重點實驗室基金項目“空時頻多維DOA估計與方向約束抗干擾濾波技術研究”。這兩個課題都與全球定位系統(tǒng)(GPS:Globe Positioning System)抗干擾技術

2、密切相關。
　　空時自適應處理(STAP:Space-Time Adaptive Processing)有較大的抗干擾自由度，是應對干擾環(huán)境的一種有效方法。為避開矩陣特征分解，可采用正交投影方法實現(xiàn)STAP。正交投影類算法都存在一個問題，即存在一個最佳的投影次數(shù)，超過之后會使信干噪比下降，這在實際中更明顯。針對這一問題，提出兩種解決方法。一、將對角加載引入典型的正交投影算法多級維納濾波中，提高了算法的魯棒性，使其在實際環(huán)境中獲得穩(wěn)

3、定的抗干擾性能。二、運用多級維納濾波器對觀測數(shù)據矢量進行分析，估計出最佳投影次數(shù)，從而獲得最優(yōu)抗干擾效果。
　　為使導航信號平臺在多干擾環(huán)境下仍能正常工作，需在陣元數(shù)有限情況下，發(fā)揮現(xiàn)有接收天線的最大效能。對此采用級聯(lián)方法處理，在復雜信號接收環(huán)境下檢測并消除窄帶干擾，然后用自適應陣消除其余干擾。在接收信號中含有多種干擾時，頻譜較為復雜，難以采用一般處理窄帶干擾的方法。為解決這一問題，采用了一種滑窗式的頻譜處理法，可以在較復雜的頻譜

4、中有效檢測出單頻和窄帶干擾。在空域處理中，提出一種成對變換的Jacobi迭代運算方法，可削減協(xié)方差矩陣特征分解的運算量。
　　戰(zhàn)場環(huán)境下，非平穩(wěn)干擾以及載體高速運動對抗干擾性能影響較大，有必要研究有效解決方法。線性掃頻(LFM: Linear Frequency Modulation)干擾是典型的非平穩(wěn)干擾。可按如下方式處理：通過時頻分析提取干擾信號參數(shù)，據此構建干擾子空間，用子空間投影的方法即可消除干擾。本文提出一種LFM干擾參

5、數(shù)估計方法，相對于傳統(tǒng)的Weigner-Hough變換，可以極大的減小運算量。文中分析了子空間投影處理中參數(shù)估計誤差對于抗干擾性能的影響，給出相應解決方法。一般性非平穩(wěn)干擾可用自適應陣對消，文中4.2節(jié)研究了該類干擾的波達方向估計，但將處理過程放在4.3節(jié)與平穩(wěn)干擾一起討論。這是因為，如用自適應陣處理，非平穩(wěn)和平穩(wěn)干擾可采用同樣的處理方式。因此沒必要在第4.2節(jié)單獨討論非平穩(wěn)信號的對消。在時頻分布的優(yōu)化處理中，推導出自源點與互源點對應矩

6、陣的跡的表達式，根據表達式可以清楚選出自源點。由于載體高速運動以及自身高頻振動，干擾入射角在處理時段內有變動，可能使抗干擾性能下降很大，因此有必要研究應對方法。可分干擾方向已知和未知兩種情況討論。當干擾方向已知時，可用傳統(tǒng)方法解決上述問題。對于干擾方向未知的情況，本文提出一種方法，在最優(yōu)化表述中使用適合于實際情況的約束條件，據此推導出具備零陷擴展功能的自適應權值，可以有效應對載體動態(tài)帶來的干擾入射角偏移。
　　在GPS抗干擾的理論