导航系统的电磁干扰途径和抗干扰的方法介绍.doc

《导航系统的电磁干扰途径和抗干扰的方法介绍.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、导航系统的电磁干扰途径和抗干扰的方法介绍　　1.引言　　卫星导航系统由于具有覆盖范围广、传输质量好、部署迅速、组网方便、通信系统投资几乎与通信距离无关、通信可到达地点几乎不受地理环境条件限制等特点，在军事和民用上都具有特别重要的实用价值。但卫星导航通信受自身特点的限制和环境的影响，不可避免地存在各种干扰，尤其是其开放式的系统，使用透明转发器，更容易受到一些不可预见的恶意干扰。未来卫星导航系统面对越来越复杂的电磁环境如何抗干扰，提高系统自身的抗干扰能力和抗摧毁性，这个问题值得我们认真思考和研究。　　2.导航系统的电磁干扰途径和抗干扰的方法介绍　　1.引言　　卫星导航系统由于具有

2、覆盖范围广、传输质量好、部署迅速、组网方便、通信系统投资几乎与通信距离无关、通信可到达地点几乎不受地理环境条件限制等特点，在军事和民用上都具有特别重要的实用价值。但卫星导航通信受自身特点的限制和环境的影响，不可避免地存在各种干扰，尤其是其开放式的系统，使用透明转发器，更容易受到一些不可预见的恶意干扰。未来卫星导航系统面对越来越复杂的电磁环境如何抗干扰，提高系统自身的抗干扰能力和抗摧毁性，这个问题值得我们认真思考和研究。　　2.卫星导航系统的干扰途径　　卫星导航系统的干扰平台包括地基、空基和天基干扰平台。地基干扰平台的特点是目标寻找较容易、成本低、对卫星干扰时高频段干扰受限；空

3、基干扰平台的特点是机动性好、寻找容易、对卫星干扰时高频段干扰也受限；天基干扰平台的特点是可通过备份卫星对主用卫星进行干扰、机动性差、成本高、对地面系统干扰时高频段受限。　　从干扰的目标对象来说，干扰有以下几种：　　（1）对遥测遥控信号的干扰　　采用较大功率的干扰设备，对卫星的遥测遥控信号进行干扰，从而破坏卫星正常遥测遥控信号的传输（上、下行）。此外，还可干扰导航信号、数传信号以及通信转发信号。　　（2）对透明式转发器的干扰　　只要干扰信号的功率足够大（大于其工作门限）就可以将透明式转发器推入饱和，使信噪比严重下降，从而破坏卫星导航系统的正常工作。　　（3）对硬限幅式转发器的干

4、扰　　如果卫星导航系统采用了硬限幅式转发器，则大信号对小信号有抑制作用，且存在互调，特别是在系统中尤为重要。利用这一特点，采用大幅度的干扰信号就可以使正常信号严重失真从而无法接收。　　（4）对猝发信号的干扰　　指干扰对系统正常信号的快速截获与及时干扰。　　3.抗干扰技术　　目前，针对卫星导航下行信号的抗干扰方法主要有以下三种：　　（1）基于时频（时域、频域或时频结合）信号处理的抗干扰方法，通常称为时域抗干扰方法；　　（2）基于空域信号处理的抗干扰方法，又称为自适应天线或智能天线抗干扰方法；　　（3）基于空时信号处理的抗干扰方法，即将空域和时域抗干扰方法组合起来；　　（4）GP

5、S/INS组合导航抗干扰方法。　　3.1时域抗干扰方法　　时域抗干扰方法中采用的干扰抑制算法主要有时域干扰抑制算法和变换域干扰抑制算法两种。时域干扰抑制算法通常采用自适应滤波技术来实现，自适应滤波技术在均方误差最小（MMSE）意义下估计出干扰信号并从输入信号中对消掉，可有效抑制相对带宽小于5%的干扰信号。时域抗干扰方法原理如图1所示。　　　　在变换域干扰抑制算法中，较常用的是频域干扰抑制算法。利用DFT或FFT算法变换到频域上，再利用信号与干扰频谱特性的差异，将干扰信号谱成分从接收信号谱中剔除。这个过程中一般采用的是频域加权矢量法，根据输入信号的功率谱密度确定干扰频带所在的位

6、置，并对被干扰的信号频谱进行加权处理，抑制掉干扰频谱。在频域干扰抑制算法中，为了减少数据截断所引起的频谱泄漏，需采用旁瓣电平较小的数据窗来减小频谱泄漏。但是，数据加窗又将会使信号产生失真，引起信噪比的下降。　　从干扰抑制能力上看，频域干扰抑制技术可以抑制信号带宽（一般认为相对带宽小于10%）大于自适应滤波干扰抑制技术可抑制的带宽，但实现复杂性大于自适应滤波干扰抑制技术。　　另外，时域干扰抑制算法会引入额外的算法时延，这种时延将作为导航信号的传输时延。对于无源定位体制而言，干扰抑制算法时延可视为用户接收机钟差的一部分，通过伪距观测和定位解算可以计算出用户机钟差，并得到精确的用户

7、位置，也就是说这个时延不会影响用户的定位精度。相反，频域干扰抑制技术通常在频域上对信号进行实数处理，对应到时域上是相当于利用系数关于中心抽头共轭对称的复系数滤波器对信号处理，可以保证滤波器的线性相位特性，很容易消除算法时延的影响。　　虽然频域干扰抑制算法比较容易消除算法时延的影响，但由于干扰抑制的同时改变了输入伪码信号特性，使得接收机伪码信号与本地伪码信号特性不一致，从而使得接收信号失配，导致相关峰畸变。　　3.2空域抗干扰方法　　空域抗干扰方法即智能天线抗干扰方法，常见的有自适应调零技术和多波束天线两