衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾中的時(shí)延、量化和運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性技術(shù)研究.pdf

1、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是以偽距測(cè)量為基本目標(biāo)的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)。當(dāng)前導(dǎo)航抗干擾研究主要針對(duì)用戶段接收機(jī)展開(kāi)，其設(shè)計(jì)目標(biāo)是提高接收機(jī)在干擾環(huán)境下的可用性；當(dāng)抗干擾技術(shù)應(yīng)用于空間段和控制段時(shí)，抗干擾和高精度測(cè)距必須同時(shí)兼顧。論文以北斗導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)和終端研制為應(yīng)用背景，圍繞“抗干擾”和“偽距測(cè)量”兩大技術(shù)主線，對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航抗干擾面臨的時(shí)延、量化和運(yùn)動(dòng)適應(yīng)性等問(wèn)題展開(kāi)研究：
　?。?）針對(duì)抗干擾處理引起的接收時(shí)延變化問(wèn)題，建立了陣列接收機(jī)的時(shí)延估計(jì)器模型

2、，并理論分析了抗干擾對(duì)時(shí)延估計(jì)精度和時(shí)延估計(jì)零值的影響。分析結(jié)果表明：陣列濾波器幅頻響應(yīng)為偶函數(shù)、相頻響應(yīng)為線性相位時(shí)，抗干擾處理不改變零值，但影響時(shí)延估計(jì)精度；若進(jìn)一步約束幅頻響應(yīng)為常數(shù)，則對(duì)時(shí)延估計(jì)精度的影響最??；將陣列接收機(jī)的所有通道校正至恒幅度、線性相位，可最大程度保持偽距測(cè)量精度。為高精度測(cè)距型衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)抗干擾設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
　?。?）針對(duì)約束零值恒定的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)問(wèn)題，理論證明得到FIR濾波器不改變零值的充

3、分條件是系數(shù)對(duì)稱或共軛對(duì)稱，在此基礎(chǔ)上給出了時(shí)域和空時(shí)抗干擾算法的實(shí)現(xiàn)形式。仿真結(jié)果表明：對(duì)于時(shí)域?yàn)V波器，約束系數(shù)對(duì)稱可使零值偏移量從4ns減小到0.2ns；在射頻通道非理想的情況下，約束群時(shí)延波動(dòng)小于3ns可使零值偏移量小于1ns。對(duì)于空時(shí)濾波器，約束系數(shù)對(duì)稱可使零值偏移量從2.5ns減小到0.2ns。
　?。?）針對(duì)抗干擾型擴(kuò)頻接收機(jī)的量化字長(zhǎng)選擇問(wèn)題，建立了前置抗混疊濾波器條件下的非均勻量化器性能分析模型，并以相關(guān)器輸出端信

4、干噪比最大為設(shè)計(jì)目標(biāo)，進(jìn)行了量化器參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)。理論與仿真結(jié)果表明：無(wú)干擾時(shí)，柰奎斯特采樣頻率下前置抗混疊濾波器引入的損耗和量化損耗可分離，字長(zhǎng)大于2bit時(shí)均勻和非均勻量化器無(wú)明顯性能差異；存在干擾時(shí)，在給定信噪比損耗條件下，干噪比每增加6dB，最小量化字長(zhǎng)需增加1bit。
　?。?）針對(duì)短時(shí)脈沖干擾導(dǎo)致電路振蕩和抗干擾輸出功率不穩(wěn)定的問(wèn)題，構(gòu)建了反饋式數(shù)控AGC和前饋式全數(shù)字AGC級(jí)聯(lián)的模數(shù)混合AGC結(jié)構(gòu)，并提出了基于脈沖干擾

5、抑制的數(shù)控AGC算法和免乘法的全數(shù)字AGC算法，在不增加量化字長(zhǎng)的前提下可有效提高數(shù)控AGC的電路穩(wěn)定性，并利用移位和截尾操作分別完成功率和字長(zhǎng)調(diào)整，其引入的額外信噪比損耗小于0.1dB。
　?。?）針對(duì)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)條件下天線陣抗干擾性能下降的問(wèn)題，建立了運(yùn)動(dòng)條件下的陣列信號(hào)模型，仿真分析了干擾入射角擾動(dòng)量和干擾強(qiáng)度對(duì)陣列性能的影響，并提出了一種基于虛擬干擾的零陷展寬算法。仿真結(jié)果表明：當(dāng)干擾入射角擾動(dòng)均方差小于1°時(shí)，零陷展寬算法可