本文選題：衛(wèi)星導航系統(tǒng)　切入點：抗干擾　出處：《北京理工大學》2016年博士論文

【摘要】：隨著衛(wèi)星導航應用電磁環(huán)境的日益復雜和干擾技術的不斷發(fā)展,衛(wèi)星導航系統(tǒng)的各類應用已經(jīng)受到了嚴峻的挑戰(zhàn)。衛(wèi)星導航抗干擾技術已經(jīng)成為衛(wèi)星導航系統(tǒng)成功應用的基礎之一,因其直接關系到戰(zhàn)場“制導航權”的問題而受到各國的廣泛關注和深入研究。多維域綜合抗干擾技術根據(jù)干擾信號和期望信號在不同維度上如時間維度、頻率維度、空間維度等表現(xiàn)出的不同特性,在各維度上針對干擾信號進行干擾抑制,可全面提升衛(wèi)星導航系統(tǒng)的抗干擾能力。在此背景下,本文將針對多種干擾共存下的抗干擾需求和抗干擾算法的低復雜度需求展開多維域抗干擾算法在衛(wèi)星導航系統(tǒng)中應用的研究,并對抗干擾算法對測距性能的影響進行分析。本文的主要工作和創(chuàng)新性成果如下:1.針對非相干壓制干擾和多徑干擾同時存在的情況,提出了一種基于雙重重疊子陣的波束成形算法,可實現(xiàn)相關前、相關后波束成形器(PAPC-BF)與空間平滑算法的融合,解決非相關壓制干擾和多徑干擾同時存在時的干擾抑制問題。算法首先基于提出的雙重重疊子陣結構利用相關前波束成形器進行非相關干擾的抑制;然后基于相關后波束成形器采用空間平滑的解相關算法實現(xiàn)對相關信號的信源個數(shù)和波達方向估計;最后基于對干擾、多徑和期望信號的波達方向估計進行波束成形。通過計算機仿真與傳統(tǒng)波束成形算法的性能進行比較,仿真結果表明,基于雙重重疊子陣的自適應波束成形算法可以實現(xiàn)在低信噪比情況SNR≤-40dB時對期望導航信號、非相關壓制干擾和多徑干擾的波達方向估計并進行有效地波束成形,在高信噪比情況下比相關前波束成形器和相關后波束成形器都具有更加出色的干擾抑制性能。2.為解決傳統(tǒng)時域自適應濾波算法應用到過采樣衛(wèi)星導航接收機中而面臨的由于采樣值相關性造成預測誤差的問題,提出了間隔型時域自適應濾波窄帶干擾抑制算法。該算法基于非連續(xù)間隔的濾波器結構設計,消除輸入濾波器采樣值之間的相關性,克服自適應濾波器在抑制窄帶干擾時對導航信號產(chǎn)生惡化的問題。通過仿真與傳統(tǒng)自適應濾波算法進行性能比較,內(nèi)插型時域自適應濾波器不僅可以在干擾頻率處形成零陷,而且在信號通帶內(nèi)的平坦度也遠好于傳統(tǒng)的自適應濾波器,在高、低信噪比情況下均可實現(xiàn)窄帶干擾的有效抑制。3.針對抗干擾算法對衛(wèi)星導航接收機測量零值的影響,從抗干擾算法對接收機載波相位測量零值和碼相位測量零值兩方面的影響展開討論。首先給出干擾抑制下的接收機跟蹤環(huán)路模型,結合干擾抑制模塊的等效濾波模型進行理論分析,針對載波相位測量零值偏差和碼相位測量零值偏差的數(shù)學表達進行理論推導,并分別對具有線性相位和非線性相位特性的等效濾波器對接收機測量零值的影響展開討論,最后通過仿真驗證本章所提出分析模型的正確性。仿真結果表明,等效濾波器是線性相位濾波器的干擾抑制算法不會造成載波相位和碼相位測量零值的偏差;等效濾波器是非線性相位濾波器的干擾抑制算法對載波相位的影響可以根據(jù)式(5.27)進行補償,對碼相位測量零值的影響取決于濾波器與偽碼自相關函數(shù)相關的結果。文章推導的簡化分析模型與仿真結果吻合,驗證了本章分析模型的有效性,可以用于指導導航測距接收機干擾抑制算法的設計,從而在干擾抑制的基礎上保證導航測距的性能,為衛(wèi)星導航接收機的干擾抑制算法設計提供理論支撐。4.針對XX-1星載測距接收機干擾檢測與抑制和XX-2星間測距鏈路干擾檢測與抑制項目的研制要求,不考慮陣列天線的信號處理方法,從抗干擾接收機的硬件設計、低復雜度干擾抑制算法的方案設計與FPGA實現(xiàn)以及可對抗多種干擾的綜合抗干擾模塊設計等方面給出抗干擾模塊的具體實現(xiàn)方案和實現(xiàn)結果,為了全面驗證綜合抗干擾模塊的性能,給出中頻測試、射頻有線測試、射頻無線測試、高低溫測試以及開關機測試的測試平臺搭建方法和具體測試項目,最后給出在驗證平臺上的測試結果。測試結果表明,本文設計的抗干擾算法滿足研制目標,可在低復雜度的約束下滿足星載、星間測距的干擾抑制需求。所承擔的項目已成功交付。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN967.1

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 趙宏偉;馮娟;廉保旺;;GNSS自適應陣列天線引入誤差的分析與估算[J];系統(tǒng)工程與電子技術;2014年08期

2 徐峗;劉建成;桑懷勝;;衛(wèi)星導航信號波形畸變引起的碼跟蹤偏差[J];全球定位系統(tǒng);2014年02期

3 莊春華;張益青;謝靜;王迪;;衛(wèi)星導航接收機高低溫工作環(huán)境試驗與評定方法研究[J];裝備環(huán)境工程;2013年01期

4 李陽;張立新;蒙艷松;;頻域重疊加窗抗干擾對中頻信號測距精度的影響[J];空間電子技術;2012年01期

5 李柏渝;陳雷;李彩華;歐鋼;;通道非理想特性對導航接收機偽碼測距零值的影響分析[J];電子與信息學報;2011年09期

6 陳金平;王夢麗;錢曙光;;現(xiàn)代化GNSS導航電文設計分析[J];電子與信息學報;2011年01期

7 孟范江;;電磁脈沖武器發(fā)展和應用[J];光機電信息;2010年09期

8 趙培洪;平殿發(fā);鄧兵;李炳榮;;魏格納-維爾分布交叉項抑制方法綜述[J];探測與控制學報;2010年01期

9 向培勝;;GPS抗干擾技術綜述[J];電訊技術;2009年10期

10 任孝民;邵高平;錢學鋒;;直擴通信中基于小波變換的跳頻干擾抑制方法[J];信息工程大學學報;2009年03期

，

本文編號：1663177