GPS接收機(jī)自適應(yīng)干擾抑制關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、全球定位系統(tǒng)(Global Position System,GPS)，是一種定時和測距的空間交會定點(diǎn)導(dǎo)航系統(tǒng)，用于測量運(yùn)動載體的速度、三維位置和時間。導(dǎo)航信息通過無線電的方式進(jìn)行傳遞，在傳遞過程中會遇到各種類型以及各種強(qiáng)度的干擾。一旦有干擾摻雜到有用信號中，則導(dǎo)航接收機(jī)無法解算出正確的導(dǎo)航信息。同時，由于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的廣泛使用，使得對該系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)的研究迫在眉睫。
　　本文主要針對GPS接收機(jī)自適應(yīng)干擾抑制的問題做出研究，主要

2、以一定帶寬的干擾、單頻窄帶干擾為模型，這類干擾常常被GPS接收機(jī)所接收，且干擾強(qiáng)度大，影響力強(qiáng)。文章首先敘述了GPS系統(tǒng)的脆弱性以及系統(tǒng)應(yīng)用的廣泛性，點(diǎn)明GPS接收機(jī)抗干擾的重要性。分析了國內(nèi)外在抗干擾領(lǐng)域的研究，一方面闡述了對干擾參數(shù)估計(jì)的研究，另一方面闡述時域干擾抑制和頻域干擾抑制的方法。其次，討論了GPS導(dǎo)航信號模型和信號特點(diǎn)，并對常見干擾模型進(jìn)行分析。
　　針對頻域自適應(yīng)干擾抑制算法研究。首先提出自適應(yīng)門限準(zhǔn)確確定的必要性

3、，采用對GPS導(dǎo)航信號加窗的于段來處理信號在變換域頻譜泄漏等問題，分析了常用的五種窗函數(shù)，通過主瓣寬度、最大旁瓣幅值以及旁瓣衰減速度來選取合適的窗函數(shù)，為了優(yōu)化窗函數(shù)的性能，考慮窗函數(shù)的重疊加窗，該算法對本文GPS信號截取有明顯的優(yōu)化效果。其次，選擇最佳門限，采用對整體信號系統(tǒng)的特性分析，根據(jù)隨機(jī)信號實(shí)用分布律來得出干擾檢測門限，通過分析干擾譜線，準(zhǔn)確估計(jì)干擾參數(shù)。使用頻域置零法，對比不同類型干擾的抑制效果，本文對該算法進(jìn)行仿真，得到有

4、效的驗(yàn)證。
　　針對時域自適應(yīng)干擾抑制算法研究。本文提出了自適應(yīng)時域陷波的算法模型。首先，分析了一階復(fù)數(shù)型ⅡR陷波器和二階直接型ⅡR陷波器的陷波特性，比較低階ⅡR陷波器與高階ⅡR陷波器的特點(diǎn)。隨后，通過陷波器級聯(lián)的特點(diǎn)，提出了兩種陷波器級聯(lián)方式，分別為陷波器串行級聯(lián)和陷波器高階級聯(lián)。對兩種級聯(lián)方式分別進(jìn)行干擾抑制以及輸出信干噪比的仿真，得出兩種級聯(lián)方法的更優(yōu)算法。此外，從輸出信干噪比探討了干擾帶寬、陷波帶寬和陷波器級聯(lián)個數(shù)三者之間

5、的關(guān)系，從硬件設(shè)計(jì)和節(jié)約資源的角度來選擇陷波器級聯(lián)的個數(shù)。采用時域陷波算法進(jìn)行干擾信號抑制，通過仿真驗(yàn)證算法的有效性。
　　最后，可在理論上分析出，通過將時域與頻域結(jié)合起來，檢測出干擾類型，對其進(jìn)行抑制，達(dá)到更好地干擾抑制效果。
　　隨著近幾年航天技術(shù)的發(fā)展，中國、俄羅斯等國家均在建設(shè)或完善自己的全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)，其都是基于衛(wèi)星的導(dǎo)航定位系統(tǒng)原理。因此，在相對成熟的GPS系統(tǒng)基礎(chǔ)上研究其干擾和抗干擾的問題，對我國“北斗”系統(tǒng)