本文關鍵詞：基于空時處理的無人機協(xié)作導航抗干擾研究

  更多相關文章： 衛(wèi)星導航系統(tǒng) 無人機天線協(xié)作 導航抗干擾 CLMS算法 空時處理模型

【摘要】：伴隨著近些年衛(wèi)星導航在各個產(chǎn)業(yè)的深入應用,以及無人機向多機協(xié)作系統(tǒng)發(fā)展的趨勢,多無人機協(xié)作衛(wèi)星導航已成為必然的發(fā)展軌跡。因此,無人機協(xié)作導航的相關抗干擾問題成為了亟待解決的課題之一。本文在原有衛(wèi)星導航抗干擾技術的研究基礎上,根據(jù)無人機協(xié)作系統(tǒng)應用環(huán)境的特性,提出了無人機系統(tǒng)多天線協(xié)作模型和CLMS算法的空時應用思路,并對算法的自適應步長作了改進。本文主要工作如下:1.論文基于無人機協(xié)作系統(tǒng)的靈活性和可控性,提出了單機單陣元的協(xié)作天線模型。在該假設下,多無人機協(xié)作系統(tǒng)可以通過對自身飛行陣型的調整,實現(xiàn)原先固定天線不具備的可調性。論文通過對線陣、面陣和Y型圓陣三種基本陣列天線結構,在不同干擾環(huán)境、不同陣元間距下產(chǎn)生的零陷效果進行仿真,總結了天線陣型和陣元間距對系統(tǒng)抗干擾效果的影響,并研究了協(xié)作天線引入的權值擾動影響。2.論文提出了將CLMS算法應用于空時處理模型中的抗干擾思路,并對算法收斂性涉及的步長問題進行了推導。這一思路繼承了原算法計算量小的特點,適用于無人機低計算能力的背景,同時發(fā)揮了算法對衛(wèi)星信號能夠產(chǎn)生強約束的特性,仿真結果說明了其有效性。3.論文通過總結LMS算法的變步長改進方式,在原有空時CLMS算法的步長研究基礎上,提出了一種對步長因子的改進方式。這一改進能讓算法在收斂初期具備更好的收斂速度,仿真結果說明了其有效性。通過上述所作工作,論文得到的結論性成果為:協(xié)作天線的三種陣型中,Y型圓陣通常具備較好的干擾零陷,適用于一般的干擾環(huán)境,面陣更適合空域來波干擾集中的情況,線陣僅在干擾方向與自身“片”狀零陷契合時有較好的效果;最優(yōu)的天線間距通常并不在半波間距附近,多無人機協(xié)作天線可在半波間距基礎上作小幅增減以獲取最佳的天線接收間距;CLMS算法應用于空時模型時,能在60d B的四干擾傳輸情況下較為有效的抑制干擾,保證了衛(wèi)星信號約束的同時具備了計算量小的特性,適合無人機應用背景;空時CLMS的步長改進算法,以稍差的穩(wěn)態(tài)收斂效果換取了算法初始的更快收斂,對無人機衛(wèi)星導航有較強的應用意義。
【關鍵詞】：衛(wèi)星導航系統(tǒng) 無人機天線協(xié)作 導航抗干擾 CLMS算法 空時處理模型
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V279;TN967.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號對照表11-12
• 縮略語對照表12-15
• 第一章 緒論15-23
• 1.1 衛(wèi)星導航系統(tǒng)15-16
• 1.2 無人機協(xié)作發(fā)展趨勢16-18
• 1.3 無人機導航及抗干擾技術18-20
• 1.4 課題研究意義及論文結構20-23
• 第二章 基礎理論23-39
• 2.1 GPS衛(wèi)星信號23-26
• 2.1.1 信號結構23-24
• 2.1.2 C/A碼24-26
• 2.2 自適應波束成形準則26-30
• 2.2.1 最小均方誤差(MMSE)準則26-27
• 2.2.2 最大信噪比(MSNR)準則27-28
• 2.2.3 最大似然(ML)準則28
• 2.2.4 線性約束最小方差(LCMV)準則28-29
• 2.2.5 各個準則的關系29-30
• 2.3 自適應天線技術30-36
• 2.3.1 自適應天線結構30-31
• 2.3.2 自適應天線原理31-33
• 2.3.3 自適應天線仿真及自由度討論33-36
• 2.4 空時接收機模型36-38
• 2.5 本章小結38-39
• 第三章 無人機天線協(xié)作模型39-59
• 3.1 多無人機天線模型39-41
• 3.1.1 多無人機協(xié)作系統(tǒng)39-40
• 3.1.2 協(xié)作天線模型40-41
• 3.2 協(xié)作天線陣型影響41-53
• 3.2.1 線陣41-42
• 3.2.2 面陣42-43
• 3.2.3 Y型圓陣43-44
• 3.2.4 不同天線陣型的性能仿真44-53
• 3.2.5 仿真結果小結53
• 3.3 協(xié)作天線陣元間距影響53-57
• 3.3.1 陣元間距影響仿真54-56
• 3.3.2 陣元間距影響結論56-57
• 3.4 協(xié)作天線權值擾動影響57-58
• 3.5 本章小結58-59
• 第四章 無人機協(xié)作空時處理算法59-81
• 4.1 LMS算法59-62
• 4.1.1 最陡下降法59-60
• 4.1.2 LMS算法原理60-62
• 4.2 空時模型下的CLMS算法62-67
• 4.2.1 空時CLMS算法基本原理63-65
• 4.2.2 算法收斂性討論65-67
• 4.3 算法流程及仿真67-74
• 4.4 空時算法步長改進及仿真74-79
• 4.4.1 現(xiàn)有LMS變步長算法74-75
• 4.4.2 空時CLMS算法的步長改進75-76
• 4.4.3 改進算法仿真76-79
• 4.5 本章小結79-81
• 第五章 總結和展望81-83
• 參考文獻83-87
• 致謝87-89
• 作者簡介89-90

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