通信與信息系統(tǒng)專業(yè)畢業(yè)論文 [精品論文] 導航接收機干擾抑制算法研究與性能仿真

1、通信與信息系統(tǒng)專業(yè)畢業(yè)論文通信與信息系統(tǒng)專業(yè)畢業(yè)論文[精品論文精品論文]導航接收機干擾抑制導航接收機干擾抑制算法研究與性能仿真算法研究與性能仿真關鍵詞：衛(wèi)星導航關鍵詞：衛(wèi)星導航干擾抑制干擾抑制子空間投影子空間投影性能仿真性能仿真導航接收機導航接收機摘要：全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，是20世紀70年代開始由美國國防部研制的新一代衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，隨著30多年來的應用與不斷完善，目前該系統(tǒng)已經實現(xiàn)可以全天候的向全球范圍內的用戶提供高精度的導航、定位和

2、授時等服務。正是由于GPS系統(tǒng)所具備的這些強大功能，使其得到越來越廣泛的應用。尤其是高精度、高動態(tài)實時定位能力，使得在現(xiàn)代化信息戰(zhàn)爭中，能夠有效利用衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，并同時壓制敵對方使用導航定位系統(tǒng)的一方在戰(zhàn)場上占有絕對優(yōu)勢。由于GPS系統(tǒng)本身的特點，接收信號來自上萬公里的高空，加上導航衛(wèi)星發(fā)射功率所受的限制，傳輸?shù)竭_地面的衛(wèi)星導航信號極其脆弱，這樣微弱的信號在接收端很容易受到無意和惡意的干擾。在存在干擾的情況下，接收機捕獲信號時間延長

3、，甚至不能捕獲信號。因此為了使接收機能夠在惡劣的電磁干擾環(huán)境中可靠運行，在地面用戶接收機前端，必須首先對接收信號進行抑制和減小干擾的操作，確保導航衛(wèi)星通信在強干擾環(huán)境中能夠正確可靠同步。本文的工作主要是研究基于陣列信號子空間投影以及STFT短時傅立葉時頻變換兩種不同的方法來抑制針對GPS衛(wèi)星導航信號的大能量干擾。基于子空間投影方法干擾抑制算法，在假設衛(wèi)星導航信號、干擾信號、噪聲是相互獨立的基礎上，對接收機前端陣列天線接收信號的協(xié)方差矩陣

4、做特征值分解，得到干擾信號對應的子空間陣列，在通過干擾信號的子空間矩陣計算出干擾信號的正交補空間以后，再和輸入信號陣列相乘作對消操作，在此基礎上進一步對子空間投影后數(shù)據做近似最大信噪比加權，最后進行捕獲操作。基于STFT變換的干擾抑制算法，基于短時傅立葉變換對時變信號特征的時間頻率分離特性提出了這種抑制GPS干擾的算法。仿真結果表明：在對信干比SJR=50dB的窄帶干擾信號以及信干比SJR=40dB的線性調頻干擾進行干擾抑制操作以后，能

5、夠成功捕獲到衛(wèi)星導航信號，同時，進一步可以得到輸入信號載波多普勒頻移的精確估計值。影后數(shù)據做近似最大信噪比加權，最后進行捕獲操作?；赟TFT變換的干擾抑制算法，基于短時傅立葉變換對時變信號特征的時間頻率分離特性提出了這種抑制GPS干擾的算法。仿真結果表明：在對信干比SJR=50dB的窄帶干擾信號以及信干比SJR=40dB的線性調頻干擾進行干擾抑制操作以后，能夠成功捕獲到衛(wèi)星導航信號，同時，進一步可以得到輸入信號載波多普勒頻移的精確估計

6、值。全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，是20世紀70年代開始由美國國防部研制的新一代衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，隨著30多年來的應用與不斷完善，目前該系統(tǒng)已經實現(xiàn)可以全天候的向全球范圍內的用戶提供高精度的導航、定位和授時等服務。正是由于GPS系統(tǒng)所具備的這些強大功能，使其得到越來越廣泛的應用。尤其是高精度、高動態(tài)實時定位能力，使得在現(xiàn)代化信息戰(zhàn)爭中，能夠有效利用衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，并同時壓制敵對方使用導航定位系統(tǒng)的一方在戰(zhàn)場上占有絕對優(yōu)勢。由于GPS系統(tǒng)本身的特點

7、，接收信號來自上萬公里的高空，加上導航衛(wèi)星發(fā)射功率所受的限制，傳輸?shù)竭_地面的衛(wèi)星導航信號極其脆弱，這樣微弱的信號在接收端很容易受到無意和惡意的干擾。在存在干擾的情況下，接收機捕獲信號時間延長，甚至不能捕獲信號。因此為了使接收機能夠在惡劣的電磁干擾環(huán)境中可靠運行，在地面用戶接收機前端，必須首先對接收信號進行抑制和減小干擾的操作，確保導航衛(wèi)星通信在強干擾環(huán)境中能夠正確可靠同步。本文的工作主要是研究基于陣列信號子空間投影以及STFT短時傅立葉

8、時頻變換兩種不同的方法來抑制針對GPS衛(wèi)星導航信號的大能量干擾?；谧涌臻g投影方法干擾抑制算法，在假設衛(wèi)星導航信號、干擾信號、噪聲是相互獨立的基礎上，對接收機前端陣列天線接收信號的協(xié)方差矩陣做特征值分解，得到干擾信號對應的子空間陣列，在通過干擾信號的子空間矩陣計算出干擾信號的正交補空間以后，再和輸入信號陣列相乘作對消操作，在此基礎上進一步對子空間投影后數(shù)據做近似最大信噪比加權，最后進行捕獲操作?；赟TFT變換的干擾抑制算法，基于短時傅

9、立葉變換對時變信號特征的時間頻率分離特性提出了這種抑制GPS干擾的算法。仿真結果表明：在對信干比SJR=50dB的窄帶干擾信號以及信干比SJR=40dB的線性調頻干擾進行干擾抑制操作以后，能夠成功捕獲到衛(wèi)星導航信號，同時，進一步可以得到輸入信號載波多普勒頻移的精確估計值。全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，是20世紀70年代開始由美國國防部研制的新一代衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，隨著30多年來的應用與不斷完善，目前該系統(tǒng)已經實現(xiàn)可以全天候的向全球范圍內的用戶提供高

10、精度的導航、定位和授時等服務。正是由于GPS系統(tǒng)所具備的這些強大功能，使其得到越來越廣泛的應用。尤其是高精度、高動態(tài)實時定位能力，使得在現(xiàn)代化信息戰(zhàn)爭中，能夠有效利用衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，并同時壓制敵對方使用導航定位系統(tǒng)的一方在戰(zhàn)場上占有絕對優(yōu)勢。由于GPS系統(tǒng)本身的特點，接收信號來自上萬公里的高空，加上導航衛(wèi)星發(fā)射功率所受的限制，傳輸?shù)竭_地面的衛(wèi)星導航信號極其脆弱，這樣微弱的信號在接收端很容易受到無意和惡意的干擾。在存在干擾的情況下，接收