【摘要】：北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS:BeiDou Navigation Satellite System)是我國(guó)自主研制與建設(shè)的全球性有源衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)(GNSS:Global Navigation Satellite System),已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)防和經(jīng)濟(jì)建設(shè)等領(lǐng)域。地面段北斗導(dǎo)航接收信號(hào)受到人為干擾信號(hào)的挑戰(zhàn),干擾識(shí)別與測(cè)向技術(shù)能夠獲得人為干擾信號(hào)的類型、空間分布以及干擾源方位等信息,是提升衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可用性的關(guān)鍵技術(shù)之一。因此,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)干擾識(shí)別與測(cè)向技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)具有重要的意義。本文在綜述國(guó)內(nèi)外干擾識(shí)別與測(cè)向技術(shù)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,根據(jù)壓制式干擾的特點(diǎn),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了壓制式干擾識(shí)別算法,研究了非相干干擾的測(cè)向技術(shù),主要工作如下:1.給出了壓制式干擾的工作原理,對(duì)常見(jiàn)的壓制式干擾進(jìn)行了建模,并分析了壓制式干擾的時(shí)頻特征;2.提出了一種北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)壓制式干擾識(shí)別算法,該算法基于決策樹理論,綜合了能量因子、干擾3dB帶寬、頻譜峰度系數(shù)、時(shí)域峰度系數(shù)、歸一化頻譜沖擊部分標(biāo)準(zhǔn)差、分?jǐn)?shù)階傅里葉變換能量聚集度等特征參數(shù),可準(zhǔn)確地識(shí)別北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)壓制式干擾,對(duì)該算法進(jìn)行了 MATLAB仿真分析,仿真結(jié)果表明:即使在低干噪比情況下,該算法依然保持了較高的識(shí)別準(zhǔn)確率;3.基于FPGA硬件平臺(tái)和Verilog-HDL硬件描述語(yǔ)言,完成了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)壓制式干擾識(shí)別算法的電路設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā),并利用Chipscope在線邏輯分析儀,對(duì)壓制式干擾識(shí)別算法的性能進(jìn)行了測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明:在低干噪比情況下,該算法對(duì)線性掃頻干擾識(shí)別率可達(dá)80%以上,對(duì)其他壓制式干擾識(shí)別率可達(dá)90%以上;4.提出了一種北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)干擾測(cè)向算法,基于B3半波長(zhǎng)四陣元矩形陣列天線,利用最小方差無(wú)畸變響應(yīng)波束形成器和多信號(hào)分類算法,對(duì)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)干擾進(jìn)行測(cè)向,并進(jìn)行了 MATLAB仿真驗(yàn)證,仿真結(jié)果表明:在理想條件下,測(cè)向誤差的方位角小于2°,測(cè)向誤差的俯仰角小于1°;在非理想條件下,陣列天線的增益和相位誤差會(huì)影響測(cè)向精度。
【圖文】：

２．１北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)逡逑北斗系統(tǒng)由三部分構(gòu)成，即空間星座部分、地面控制系統(tǒng)和用戶接收設(shè)備，，逡逑北斗系統(tǒng)組成如圖２－１所示。逡逑空間星座部分逡逑？（＾）邐０逡逑／？］＼逡逑邐邋邐１邋邐逡逑監(jiān)控站邋丨■丨丨丨主控站邋｜邐接收機(jī)逡逑邐邋邐Ｉ邐邐逡逑Ｉ逡逑地面控制系統(tǒng)邐Ｉ邐用戶設(shè)備部分逡逑Ｉ逡逑圖２－１北斗系統(tǒng)組成逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－１邋ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ邋ｏｆ邋ＢＤＳ逡逑首先，北斗系統(tǒng)空間段的導(dǎo)航衛(wèi)星持續(xù)地向地面播發(fā)信號(hào)；然后，地面控制逡逑系統(tǒng)在接收到衛(wèi)星播發(fā)的信號(hào)后，計(jì)算出衛(wèi)星的運(yùn)行軌道，并將運(yùn)行軌道信息反逡逑送給衛(wèi)星，衛(wèi)星在收到運(yùn)行軌道信息后，將其寫入導(dǎo)航電文再播發(fā)給地面段用戶；逡逑最后，用戶接收設(shè)備在捕獲并跟蹤到可見(jiàn)衛(wèi)星的信號(hào)后，從接收信號(hào)中提取導(dǎo)航逡逑電文，根據(jù)導(dǎo)航電文與信號(hào)延時(shí)等信息解算出接收機(jī)自身所處的空間位置。逡逑由于北斗系統(tǒng)的導(dǎo)航衛(wèi)星均處于萬(wàn)米以上的高空，衛(wèi)星信號(hào)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離的傳逡逑播到達(dá)地面時(shí)，功率己經(jīng)十分微弱，北斗系統(tǒng)導(dǎo)航接收機(jī)收到的信號(hào)平均功率僅逡逑為－１３０必ｗ。因此

式中：巧為干擾功率；力為干擾頻率；％為服從［０，２0上的均勻分布干擾初始相逡逑位。逡逑連續(xù)波干擾的頻譜如圖２－２所示。逡逑連續(xù)波干擾頻譜逡逑－７０邋邐？邐；邋５邐，邐，邐；￣￣．邐？邐逡逑－８０邋－邐ｊ邐｜邐－逡逑－９０邋－邐卿逡逑ｉ＇ｚ逡逑ｉ＇１３0－邋Ｉ＇邋Ｉ十＂丨丨丨－逡逑－１４。Ｉ邐ｌ｜邋｜邐ｊ邋｜＞邐ｌ邐ｋ逡逑－１５０邋’邐！邐ｊ邐）邐ｊ邐－逡逑－１６０邋－邐Ｉ邋Ｉ邐－逡逑－ｔ？０邋邐邐邐＊邐Ｊ邐Ｊ邐＊邐ｊ邐逡逑０邐１０邐２０邐３０邐４０邐５０邐６０邐７０逡逑ｆ／ＭＨｚ逡逑圖２－２連續(xù)波干擾的頻譜逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－２邋Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ邋Ｗａｖｅ邋Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ邋ｓｐｅｃｔｒｕｍ逡逑連續(xù)波干擾的頻譜存目標(biāo)衛(wèi)星信號(hào)頻點(diǎn)上呈現(xiàn)單一的大幅度沖激峰，頻譜的逡逑其余部分為環(huán)境噪聲。逡逑２．３．２寬帶梳狀譜干擾逡逑寬帶梳狀譜干擾（Ｃｏｍｂ－Ｓｐｅｃｔｒｕｍ邋Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ，邋ＣＳＩ）是一種非平穩(wěn)干擾，在頻域逡逑表現(xiàn)為多組大功率的單峰。這種干擾產(chǎn)生于頻率掃描速度過(guò)快的阻攔式干擾機(jī)或逡逑者疊加在一起的多個(gè)不同頻點(diǎn)的連續(xù)波，它的作用范圍是中心頻點(diǎn)位于頻譜梳齒逡逑上的衛(wèi)星信號(hào)。這種干擾只需調(diào)整梳齒大致對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)信號(hào)頻點(diǎn)即可，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單且逡逑效果良好，己經(jīng)廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的干擾。梳狀譜干擾可以用一組正弦波逡逑信號(hào)等效替代
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN967.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2686550