基于空时域的北斗导航抗干扰接收算法研究

摘要

北斗导航系统作为中国第一个自主研发的全新导航定位系统，不论从民用角度还是军用角度，都在我国信息建设的各领域发挥了重要作用。但伴随而来的干扰也日益加剧，为了保证北斗导航系统在我国经济和军事方面的核心地位，就需要提高北斗导航系统在干扰环境下的工作能力。
　　 本课题以北斗导航系统为研究对象，依据系统功能需求和性能指标要求，重点对其抗干扰性能进行研究。首先对北斗导航干扰和抗干扰技术进行全面分析学习，建立了包括导航信号、干扰信号以及噪声信号的信号处理模型;其次对影响抗干扰算法的阵元个数、布阵形式、阵元间距等因素进行分析，对天线阵形进行优化设计;在所建阵形的基础上对抗干扰算法进行研究，设计基于功率倒置阵的北斗导航系统空域抗干扰算法，建立相应的信号处理模型并用Matlab7.0进行算法仿真，通过仿真结果说明该算法的有效性。针对空域抗干扰算法自由度受限制的不足，在空域抗干扰的基础上进行改进，引入空时域相结合的抗干扰算法。利用Matlab7.0软件进行空时域结合的算法仿真，通过和空域抗干扰算法比较，空时域相结合的抗干扰算法增加了阵的自由度，使北斗导航系统的抗干扰算法更加灵活、有效。但这两种算法的选择在性能及复杂度之间存在折中。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景及意义

1．2 国内外导航技术研究现状及发展趋势

1．2．1 国内外导航系统研究现状

1．2．2 导航系统的干扰和抗干扰技术及发展

1．3 本课题主要内容及安排

第2章 卫星导航自适应抗干扰理论基础

2．1 自适应阵列天线技术

2．1．1 自适应阵列信号处理概述

2．1．2 阵列信号处理的基本模型

2．1．3 阵列的方向图

2．2 自适应抗干扰技术类型

2．2．1 时域抗干扰

2．2．2 频域抗干扰

2．2．3 空域抗干扰

2．3 自适应滤波算法

2．3．1 最小均方误差算法

2．3．2 递归最小二乘算法

2．4 自适应滤波最优准则

2．4．1 最小均方误差准则

2．4．2 线性约束最小方差准则

2．4．3 最大信干噪比准则

2．4．4 自适应滤波算法选取原则及关系

2．5 本章小结

第3章 北斗导航抗干扰分析及阵形优化设计

3．1 北斗导航接收机结构及抗干扰性能分析

3．1．1 系统功能需求及技术指标

3．1．2 北斗导航抗干扰系统概要设计

3．1．3 北斗导航接收机抗干扰性能分析

3．2 北斗导航信号分析及信号模型建立

3．2．1 北斗导航信号处理模型

3．2．2 北斗导航干扰信号建模

3．2．3 信号正交化设计

3．3 阵列天线结构分析

3．3．1 阵元个数

3．3．2 布阵形式

3．3．3 阵元间距

3．4 阵形优化设计及处理信号分析

3．4．1 阵形的优化设计及模型

3．4．2 入射信号相位分析

3．4．3 采样频率的选择

3．5 本章小结

第4章 北斗导航空域抗干扰算法设计及仿真分析

4．1 北斗导航中频信号处理模型及仿真

4．1．1 单路北斗导航卫星中频信号仿真

4．1．2 四阵元北斗导航中频信号模型

4．2 空域抗干扰算法设计及模型建立

4．2．1 功率倒置在算法中的作用

4．2．2 空域抗干扰算法模型设计

4．2．3 空域抗干扰算法的实现方法

4．3 空域抗干扰算法的仿真及结果分析

4．3．1 一个宽带干扰抑制的仿真及分析

4．3．2 两个宽带干扰抑制的仿真及分析

4．3．3 两个窄带干扰抑制的仿真及分析

4．3．4 三个宽带干扰抑制的仿真及分析

4．4 本章小结

第5章 空时联合抗干扰算法设计及仿真分析

5．1 空时联合抗干扰处理模型的建立

5．1．1 空时联合抗干扰处理模型构建

5．1．2 时空级联抗干扰处理原理分析

5．2 时空级联抗干扰算法的实现方法

5．3 时空级联抗干扰算法仿真及结果分析

5．3．1 窄带、宽带干扰抑制仿真

5．3．2 时空级联抗干扰算法的分析

5．4 空域和空时联合抗干扰性能比较

5．5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢