GPS接收机抗干扰关键技术研究

摘要

全球定位系统(Global Positioning System)，是一种高精度的导航定位系统，可以给用户提供经度、纬度、高度、速度以及时间等信息，在军事领域和民用领域得到了广泛应用。但是GPS接收机接收到的卫星导航信号非常微弱，容易受到各种各样干扰，微弱的干扰信号就可能导致GPS接收机不稳定甚至完全失效，因此抗干扰问题越来越受到人们的关注。为了能让导航接收机在各种干扰环境下能正常的工作，就有必要对接收机抗干扰关键技术进行有效的研究。
　　本文主要针对卫星导航接收机抗干扰能力进行研究，首先讨论了GPS信号的产生原理、伪码产生机制，并对接收机能受到的有意无意干扰进行分析，主要针对有意窄带干扰和宽带干扰的产生原理、干扰抑制原理进行了详细的分析介绍，进一步对有意干扰进行干扰抑制研究。
　　针对窄带干扰，本文在分析直接型IIR陷波器的抗干扰性能基础上，对窄带单音干扰进行了有效的抑制，针对具有一定带宽的窄带干扰，本文提出对直接型IIR陷波器进行改进算法，对直接型ⅡR陷波器进行级联，并对算法的有效性以及抗干扰性能通过仿真得以验证。
　　针对宽带干扰、宽带干扰与窄带干扰同时存在时，本文采用空时自适应抗干扰算法来抑制干扰，详细推导了无约束空时自适应抗干扰算法，对基于均匀圆形阵列的空时自适应抗干扰算法进行了重点分析，在MATLAB中窄带干扰和宽带干扰同时存在下，算法依然能够有效的判断干扰信号的来波方向，能产生很深的零线。与LCMV算法相比，该算法能更好的改善系统的输出信干比。通过不同干扰个数、不同干扰形式、不同阵列形式进行算法仿真，通过仿真验证算法的有效性。
　　随着近几年航天技术的发展，美国GPS系统、俄罗斯GLONASS系统还有我国正在建设的“北斗”卫星导航系统，都是基于卫星的导航定位系统原理，因此，彼此之间具有很强的可比性和相互借鉴性。因此，在相对较为成熟、并且普遍使用的GPS系统基础上研究干扰与抗干扰问题，然后过渡到“北斗”系统上，是可行的，也是很有必要的。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题背景和意义

1．1．1 课题背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外的研究现状及分析

1．2．1 时域窄带干扰抑制技术研究现状

1．2．2 宽带干扰抑制技术研究现状

1．3 本文研究内容

2 GPS信号与主要干扰形式

2．1 GPS信号模型

2．2 GPS的伪随机码

2．3 信号功率电平

2．4 GPS的主要干扰形式

2．4．1 窄带干扰

2．4．2 宽带干扰

2．5 本章小结

3 IIR陷波器窄带干扰抑制技术

3．1 直接型IIR陷波器传递函数及其结构

3．2 仿真分析比较

3．3 IIR陷波器的改进设计

3．4 改进算法仿真分析

3．5 本章小结

4 空时自适应滤波技术

4．1 自适应滤波最佳准则

4．1．1 最小均方误差准则

4．1．2 最小二乘准则

4．1．3 最大信噪比准则

4．1．4 线性约束最小方差准则

4．1．5 最大似然准则

4．2 无约束空时处理器结构

4．3 天线阵列类型

4．3．1 均匀线阵

4．3．2 均匀圆形阵列

4．4 空时自适应算法在不同条件下的MATLAB仿真与分析

4．4．1 天线阵列类型的选择

4．4．2 不同阵元个数对天线方向图的影响

4．4．3 不同干扰入射数目比较

4．5 本章小结

5 结论

5．1 论文工作总结

5．2 不足与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间取得的科研成果清单