本文選題：北斗導航系統(tǒng)　切入點：抗干擾　出處：《西安電子科技大學》2014年碩士論文

【摘要】：北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是我國的第二代衛(wèi)星導航系統(tǒng),系統(tǒng)建成后將為其用戶在全球范圍內(nèi)提供全天候的位置、導航以及時間信息。然而面對日益復雜的電磁環(huán)境,衛(wèi)星導航系統(tǒng)很容易受到各種無意或者人為的干擾,使得地面導航接收機有時可能無法正常工作,因此有必要提高北斗導航系統(tǒng)接收機在干擾環(huán)境下的工作能力。本文以北斗二代導航系統(tǒng)為研究對象,在時域、空域以及空時聯(lián)合域上研究了抗干擾算法。在時域內(nèi)研究了一種基于全通濾波器的自適應陷波器,該陷波器利用改進的高斯牛頓算法在每步的迭代過程中計算出最優(yōu)收斂因子,仿真結果表明該算法具有更快的收斂速度和更佳的干擾抑制效果。在空域上,研究了功率倒置算法,通過仿真分析了陣元數(shù),輸入信干比和干擾信號方向?qū)λ惴ㄐ阅艿挠绊�。假設天線有M個陣元,則天線陣列的自由度為M?1,即最多能夠抑制M?1個干擾,當干擾數(shù)較多時,需要增加天線陣元數(shù),這無疑會增加系統(tǒng)的體積和成本,且功率倒置算法不具有頻率的分辨力。針對以上缺點研究了空時二維聯(lián)合抗干擾算法,通過在每個陣元后添加若干個延時單元,在空域和時域內(nèi)對信號進行處理,大大的提高了算法的自由度,且使得算法在頻域內(nèi)同樣具備分辨力。通過仿真分析了陣元數(shù)、抽頭延遲數(shù)、干擾數(shù)、輸入信干比和干擾信號方向?qū)諘r二維抗干擾算法性能的影響。傳統(tǒng)的抗干擾方法只是單純的對干擾信號進行了零陷,并沒有利用導航信號的特點,且傳統(tǒng)的抗干擾方法對導航信號有一定的衰減,在導航信號到達地面本身能量已經(jīng)相當微弱的情況下,有可能影響接收機后續(xù)的捕獲與跟蹤,因此在本文的最后一部分,研究了基于互相關系數(shù)的譜自相干恢復(Cross Spectral Self-coherence Score,簡稱Cross-SCORE)抗干擾算法,該算法利用北斗信號中測距碼的周期重復性,在干擾信號不具備周期平穩(wěn)特性的情況下,通過調(diào)整陣列的加權矢量使接收信號與參考信號的互相關系數(shù)達到最大,從而達到增益導航信號抑制干擾信號的目的。該算法具有在沒有任何先驗知識條件下對導航信號產(chǎn)生增益的優(yōu)點,但該算法需要進行特征值分解運算,計算量巨大,因此本文提出了自適應Cross-SCORE算法,大大減少了運算量,并通過仿真分析了算法的性能。
[Abstract]:Beidou satellite navigation system is the second generation of satellite navigation system in China. When the system is completed, it will provide its users with all-weather position, navigation and time information on a global scale.However, in the face of increasingly complex electromagnetic environment, satellite navigation systems are vulnerable to all kinds of unintentional or man-made interference, and sometimes the ground navigation receivers may not work properly.Therefore, it is necessary to improve the performance of the Beidou navigation system receiver in the interference environment.In this paper, the Beidou second generation navigation system is taken as the research object, and the anti-jamming algorithm is studied in time domain, spatial domain and space-time joint domain.An adaptive notch filter based on all-pass filter is studied in time domain. The improved Gao Si Newton algorithm is used to calculate the optimal convergence factor in the iterative process of each step.Simulation results show that the algorithm has faster convergence speed and better interference suppression effect.In spatial domain, the power inversion algorithm is studied. The effects of array number, input signal-to-interference ratio and interference signal direction on the performance of the algorithm are analyzed by simulation.Assuming that there are M elements in the antenna, the degree of freedom of the antenna array is M1, that is to say, the maximum number of interference can be suppressed. When the number of interference is large, the number of antenna array elements should be increased, which will undoubtedly increase the volume and cost of the system.And the power inversion algorithm has no frequency resolution.In view of the above shortcomings, the space-time two-dimensional joint anti-jamming algorithm is studied. By adding several delay elements after each array element, the signal is processed in the space and time domain, which greatly improves the degree of freedom of the algorithm.The algorithm also has resolution in frequency domain.The effects of array number, tap delay number, interference number, input signal-to-interference ratio and interference signal direction on the performance of space-time two-dimensional anti-jamming algorithm are analyzed by simulation.The traditional anti-jamming method is simply zero trapping of the interference signal, and does not make use of the characteristics of the navigation signal, and the traditional anti-jamming method has a certain attenuation to the navigation signal.When the navigation signal reaches the ground itself, the energy is quite weak, which may affect the subsequent acquisition and tracking of the receiver, so in the last part of this paper,In this paper, a spectral autocoherent recovery Spectral Self-coherence Score-based anti-jamming algorithm is studied. The algorithm makes use of the periodic repeatability of the ranging code in Beidou signal, and the interference signal does not have the characteristic of periodic stationarity.By adjusting the weighted vector of the array, the number of interrelation between the received signal and the reference signal is maximized, so that the gain navigation signal can suppress the interference signal.This algorithm has the advantage of generating gain to navigation signal without any prior knowledge. However, the algorithm needs eigenvalue decomposition operation and the computation is huge. Therefore, an adaptive Cross-SCORE algorithm is proposed in this paper, which greatly reduces the computation cost.The performance of the algorithm is analyzed by simulation.
【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】：2014
【分類號】：TN965.5

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