本文關(guān)鍵詞：陣列天線GPS接收機(jī)抗欺騙式干擾方法研究

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【摘要】：全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System,GPS)可為用戶提供精準(zhǔn)的三維位置、速度和時(shí)間等信息,其應(yīng)用遍布軍用和民用各個(gè)領(lǐng)域。GPS衛(wèi)星信號(hào)非常微弱,易受各種有意或無(wú)意的干擾,因此GPS的抗干擾問題一直是一個(gè)非常有研究意義的問題。針對(duì)GPS的有意干擾,可以分為壓制式干擾和欺騙式干擾,本文主要研究了采用陣列天線作為接收天線的GPS接收機(jī)針對(duì)欺騙式干擾的抑制技術(shù)。內(nèi)容如下:首先介紹了GPS衛(wèi)星信號(hào)的結(jié)構(gòu)、欺騙式干擾信號(hào)的特點(diǎn)、空域自適應(yīng)濾波等基礎(chǔ)知識(shí)。欺騙式干擾由于與真實(shí)衛(wèi)星信號(hào)十分接近,普通接收機(jī)難以將其抑制�？沼蜃赃m應(yīng)濾波技術(shù)于近幾十年迅速發(fā)展,其從空域的角度為欺騙式干擾的抑制提供了一種新思路。其次分析了最小方差無(wú)失真響應(yīng)(Minimum Variance Distortionless Response,MVDR)、線性約束最小方差(Linearly Constrained Minimum Variance,LCMV)、功率倒置(Power Inversion,PI)等三種常用的空域自適應(yīng)濾波方法在GPS欺騙式干擾下的性能表現(xiàn)。依據(jù)欺騙式干擾環(huán)境下信號(hào)、干擾、噪聲功率之間的大小關(guān)系,總結(jié)接收信號(hào)協(xié)方差矩陣特征值的特點(diǎn),然后分別從理論和實(shí)驗(yàn)仿真的角度對(duì)三種算法的方向圖、輸出信干噪比等性能指標(biāo)做了分析。最后針對(duì)GPS欺騙式干擾環(huán)境下應(yīng)用MVDR算法提出改進(jìn)措施。MVDR算法在壓制式干擾環(huán)境下表現(xiàn)良好,在欺騙式干擾環(huán)境下應(yīng)用MVDR算法的不同之處在于干噪比較小,接收信號(hào)協(xié)方差矩陣大、小特征值之間的差距太小。因此,論文采用事先去噪的方法,拉大接收信號(hào)協(xié)方差矩陣大小特征值之間的差距,從而改善MVDR算法的使用條件。論文從理論和實(shí)驗(yàn)仿真的角度均證明了改進(jìn)后的方法從方向圖以及輸出信干噪比等指標(biāo)方面均有所提高。
【關(guān)鍵詞】：全球定位系統(tǒng) 陣列信號(hào)處理 欺騙式干擾 去噪 特征分解
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P228.4;TN851
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 研究背景和意義8-9
• 1.2 論文研究目的和國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀9-11
• 1.3 本文主要工作及章節(jié)安排11-14
• 第2章 GPS信號(hào)以及陣列信號(hào)處理基礎(chǔ)14-32
• 2.1 GPS信號(hào)及其欺騙式干擾14-19
• 2.1.1 GPS信號(hào)結(jié)構(gòu)14-17
• 2.1.2 GPS欺騙式干擾17-19
• 2.2 空域自適應(yīng)濾波19-30
• 2.2.1 信號(hào)接收模型20-22
• 2.2.2 空域自適應(yīng)濾波過程22-24
• 2.2.3 最優(yōu)波束形成的尋優(yōu)準(zhǔn)則24-30
• 2.3 本章小結(jié)30-32
• 第3章 傳統(tǒng)空域?yàn)V波方法在GPS欺騙式干擾環(huán)境下的性能分析32-50
• 3.1 接收信號(hào)協(xié)方差矩陣32-36
• 3.1.1 GPS壓制式干擾環(huán)境下的接收信號(hào)協(xié)方差矩陣35-36
• 3.1.2 GPS欺騙式干擾環(huán)境下的接收信號(hào)協(xié)方差矩陣36
• 3.2 欺騙式干擾環(huán)境下MVDR算法的性能分析36-42
• 3.2.1 MVDR算法的方向圖36-38
• 3.2.2 MVDR算法的輸出信干噪比38-42
• 3.3 欺騙式干擾環(huán)境下PI算法的性能分析42-44
• 3.3.1 PI算法的方向圖42-43
• 3.3.2 PI算法的輸出信干噪比43-44
• 3.4 欺騙式干擾環(huán)境下LCMV算法的性能分析44-47
• 3.4.1 LCMV算法的方向圖44-46
• 3.4.2 LCMV算法的輸出信干噪比46-47
• 3.5 傳統(tǒng)空域?yàn)V波方法比較47-48
• 3.6 本章小結(jié)48-50
• 第4章 基于去噪的GPS欺騙式干擾抑制方法50-62
• 4.1 基于陣列的去噪方法50-55
• 4.1.1 降低噪聲功率的必要性50-51
• 4.1.2 噪聲功率的估計(jì)51-52
• 4.1.3 去噪過程52-55
• 4.2 基于去噪的MVDR算法55-61
• 4.2.1 基于去噪的MVDR算法過程55
• 4.2.2 去噪MVDR算法性能分析55-61
• 4.3 本章小結(jié)61-62
• 第5章 總結(jié)與展望62-64
• 5.1 總結(jié)62
• 5.2 展望62-64
• 參考文獻(xiàn)64-69
• 攻讀碩士期間的主要研究成果69-70
• 致謝70

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