本文關(guān)鍵詞：北斗導(dǎo)航接收機(jī)抗干擾相消技術(shù)的研究

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【摘要】：隨著全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的不斷發(fā)展,衛(wèi)星導(dǎo)航以其高精度、全天候、實(shí)時(shí)性以及覆蓋范圍廣等特性逐漸深入到軍事建設(shè)和日常生活的各個(gè)領(lǐng)域。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是由我國自主研發(fā)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),時(shí)刻面臨著各種干擾的威脅,為了保證其在各領(lǐng)域中所發(fā)揮作用不受到影響,提高其抗干擾性能勢在必行。本文以北斗雙頻抗干擾天線項(xiàng)目作為研究背景,在北斗雙頻抗干擾天線的整體研制中,著重對(duì)北斗RNSS-B1和北斗RDSS-S雙頻點(diǎn)的抗干擾處理能力進(jìn)行研究,先對(duì)抗干擾算法進(jìn)行理論分析,再將算法應(yīng)用到天線樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),采取理論與實(shí)踐相結(jié)合的方式,完成抗干擾天線的研制。首先分析研究了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)常受到的干擾類型和常用的抗干擾技術(shù),在此基礎(chǔ)上對(duì)陣列信號(hào)處理理論進(jìn)行了研究,并且對(duì)不同陣元陣型的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行推導(dǎo)。其次依據(jù)陣列信號(hào)處理理論,對(duì)純空域自適應(yīng)濾波技術(shù)的結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行闡述,并對(duì)濾波中權(quán)值系數(shù)的最優(yōu)化準(zhǔn)則和權(quán)值的自適應(yīng)迭代算法進(jìn)行了研究。再將純空域模型擴(kuò)展到空域-時(shí)域二維聯(lián)合濾波模型,在此模型上以基于線性約束最小方差準(zhǔn)則的功率倒置算法作為核心進(jìn)行仿真分析。然后依據(jù)算法編寫Verilog HDL代碼在FPGA上實(shí)現(xiàn),并利用Signal Tap II采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。在實(shí)現(xiàn)過程中,對(duì)協(xié)方差矩陣的截位處理通過計(jì)算協(xié)方差矩陣對(duì)角線上元素的最大值的最高位,作為截位起始位,最大程度保留矩陣有效位數(shù)。最后,將算法在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中進(jìn)行驗(yàn)證,通過分析天線搜星、定位的能力,驗(yàn)證算法的抗干擾性能。通過Matlab仿真以及實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出,基于功率倒置陣列的空-時(shí)二維濾波算法能夠使北斗雙頻抗干擾天線在多個(gè)干擾的環(huán)境下起到良好的抗干擾效果。
【關(guān)鍵詞】：北斗導(dǎo)航 抗干擾技術(shù) 空時(shí)聯(lián)合濾波 FPGA實(shí)現(xiàn)
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN967.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第1章 緒論13-21
• 1.1 選題的背景及意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢14-18
• 1.2.1 國內(nèi)外導(dǎo)航系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.2 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)干擾技術(shù)的研究與發(fā)展16-17
• 1.2.3 衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)抗干擾技術(shù)的研究與發(fā)展17-18
• 1.3 章節(jié)安排18-21
• 第2章 北斗導(dǎo)航信號(hào)概述及其抗干擾技術(shù)21-29
• 2.1 北斗導(dǎo)航信號(hào)22-24
• 2.1.1 北斗B1頻點(diǎn)信號(hào)結(jié)構(gòu)22
• 2.1.2 北斗B1頻點(diǎn)信號(hào)的相關(guān)特性22-23
• 2.1.3 北斗B1頻點(diǎn)測距碼23-24
• 2.1.4 導(dǎo)航電文24
• 2.2 常見抗干擾方法24-26
• 2.2.1 時(shí)域?yàn)V波技術(shù)24-25
• 2.2.2 空域?yàn)V波技術(shù)25-26
• 2.2.3 空域-時(shí)域聯(lián)合濾波技術(shù)26
• 2.3 不同抗干擾濾波技術(shù)的性能26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-29
• 第3章 北斗導(dǎo)航系統(tǒng)空域-時(shí)域聯(lián)合抗干擾算法原理29-63
• 3.1 陣列自適應(yīng)信號(hào)處理理論29-34
• 3.1.1 陣列模型分析30-33
• 3.1.2 陣列設(shè)計(jì)33-34
• 3.2 空域自適應(yīng)濾波34-36
• 3.3 最優(yōu)化準(zhǔn)則36-41
• 3.3.1 最小均方誤差準(zhǔn)則（MMSE）36-38
• 3.3.2 最大信干比準(zhǔn)則（MaxSIR）38
• 3.3.3 最小二乘準(zhǔn)則（LS）38-40
• 3.3.4 線性約束最小方差準(zhǔn)則（LCMV）40-41
• 3.4 自適應(yīng)濾波算法41-51
• 3.4.1 最陡下降算法（SDM）42-43
• 3.4.2 最小均方（LMS）算法43-45
• 3.4.3 比較SDM和LMS算法的性能45-48
• 3.4.4 基于功率倒置的自適應(yīng)算法48-51
• 3.5 空時(shí)二維聯(lián)合抗干擾處理模型51-53
• 3.6 空時(shí)二維聯(lián)合抗干擾算法的仿真分析53-62
• 3.6.1 純時(shí)域的濾波仿真53-55
• 3.6.2 純空域和空時(shí)域性能仿真對(duì)比55-57
• 3.6.3 空時(shí)濾波不同陣元數(shù)和不同時(shí)間抽頭數(shù)仿真對(duì)比57-60
• 3.6.4 干擾來波方向的仿真分析60-61
• 3.6.5 抗干擾自由度的分析61-62
• 3.7 本章小結(jié)62-63
• 第4章 算法的FPGA實(shí)現(xiàn)63-83
• 4.1 總體框圖設(shè)計(jì)63-66
• 4.1.1 抗干擾天線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)64-65
• 4.1.2 抗干擾處理的模塊框圖65-66
• 4.2 FPGA中PLL的實(shí)現(xiàn)66-68
• 4.2.1 PLL的IP核設(shè)計(jì)66-68
• 4.2.2 PLL的仿真分析68
• 4.3 四路通道AD采樣68-70
• 4.4 數(shù)字下變頻70-76
• 4.4.1 FPGA中NCO的實(shí)現(xiàn)70-73
• 4.4.2 FPGA中混頻器的配置73
• 4.4.3 FPGA中低通濾波器的配置73-76
• 4.5 權(quán)值的迭代模塊76-79
• 4.5.1 協(xié)方差矩陣的計(jì)算76-77
• 4.5.2 權(quán)值迭代77-79
• 4.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果79-81
• 4.7 本章小結(jié)81-83
• 第5章 總結(jié)與展望83-85
• 參考文獻(xiàn)85-89
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文89-91
• 致謝91

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本文編號(hào)：573024