新的gps自适应阵的选星方法

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1、第6期李敏等：新的GPS自适应阵的选星方法·131·第28卷第6期通　信　学　报Vol.28No.62007年6月JournalonCommunicationsJune2007新的GPS自适应阵的选星方法李敏，刘小汇，王瑛，王飞雪(国防科技大学卫星导航研发中心，湖南长沙410073)摘要：提出了2种新的自适应阵选星方法：加权GDOP准则下的自适应阵选星方法给出了自适应阵选星的性能极限；为减少计算代价，提出近似加权GDOP准则下的自适应阵选星方法。这2种自适应阵选星方法的性能均全面优于常规GPS选星方法，不但定位精度有明显提高，而且干扰环境下的卫星信号可用率从40%分

2、别提高到60%以上和90%以上。关键词：自适应阵；全球定位系统；选星；抗干扰；几何精度因子中图分类号：TN973.3文献标识码：A文章编号：1000-436X(2007)06-0127-06NovelsatelliteselectionmethodsforGPSadaptivearraysLIMin,LIUXiao-hui,WANGYing,WANGFei-xue（SatelliteNavigationR&DCenter,NationalUniv.ofDefenseTechnology,Changsha410073,China）Abstract:Twonovelsa

3、telliteselectionmethodswerepresentedforGPSadaptivearrays:satelliteselectionmethodwithweightedGDOPcriterionforadaptivearraysshowsthebestperformance,andsatelliteselectionmethodwithapproximatelyweightedGDOPcriterionforadaptivearraysreducesthecomputationburden.Thesetwonovelsatelliteselecti

4、onmethodsarebetterthanconventionalGPSsatelliteselectionmethods.Notonlythepositioningprecisionisimprovedobviously,butalsotheusabilityofsatellitesignalsinjammingenvironmentincreasesfrom40%tomorethan60%andmorethan90%.Keywords:adaptivearrays;GPS;satelliteselection;anti-jamming;geometricdil

5、utionofprecision第6期李敏等：新的GPS自适应阵的选星方法·129·1引言收稿日期：2006-07-07；修回日期：2007-03-20基金项目：新世纪优秀人才支持计划基金资助项目（NCET-04-0995）FoundationItem:TheProgranforNewCenturyExcellentTalentsinUniversity(NCET-04-0995)自适应天线阵可根据信号与干扰到达方向的不同，在信号方向产生增益并在干扰方向形成零陷，有效提高GPS的抗干扰能力[1,2]。文献[3,4]提出了与常规GPS接收机兼容的自适应阵接收机结构，该

6、结构只需将常规GPS接收机的天线单元从一个增加至若干个，并在卫星接收通道与天线之间增加一个自适应处理器即可。要求无失真接收的信号个数越多，所需天线阵规模越大。而一般GPS用户机上的天线阵体积不能太大，因此在所有可见星（一般为6～12颗[5]）中选择满足定时或定位需求的有限的几颗卫星信号进行接收即可。常规GPS接收机通常根据GDOP或加权GDOP选星[5,6]，GDOP或加权GDOP越小，定位精度越高。而GPS自适应阵的选星不仅要考虑GDOP，还要保证自适应阵的抗干扰性能。第2节提出了2种适用于GPS自适应阵的选星方法，第3节讨论了衡量自适应阵选星方法优劣的标准，第4

7、节就线性约束最小方差（LCMV）准则进行了分析和仿真，并与常规GPS选星方法进行了比较。第6期李敏等：新的GPS自适应阵的选星方法·129·2GPS自适应阵的选星方法GPS自适应阵接收机中，信号进入各个卫星接收通道之前，首先要经过自适应天线阵的滤波。功率倒置是一种常用的自适应滤波算法，它能够在多个强功率干扰的方向上产生零陷，但不保证在各信号方向上形成增益，在无干扰或干扰很少时其产生的虚假零陷可能导致接收机损失一个或几个信号[3]，可见星数目较少时这种损失将使得定位解算不能正常进行。为了保证卫星信号不被滤掉，文献[4]对多信号同时锁定跟踪的自适应算法进行了验证，结