北斗接收机空时自适应抗干扰技术研究

《北斗接收机空时自适应抗干扰技术研究》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、北斗接收机空时自适应抗干扰技术研究第一章绪论1.1课题研究背景及意义全球卫星导航系统是各种卫星导航系统及其增强系统的总称，可以在任何时候为任何人或物体提供连续的高精度的定位、测速和授时(Position、Velocity、Time,PVT)服务。GNSS作为重要的空间信息基础设施，其应用几乎无处不在，包括空中、海上和地面的运输管理，智能运载工具，石油勘探，甚至武器的精密指导与控制等，为与国计民生关系密切的重要基础设施提供支撑。正因为如此，目前世界上几个主要的大国和组织都在加快发展各自的GNSS系统，包括美国的全球导航定位系统(GPS)、俄罗斯的格洛纳斯(GL

2、ONASS)、欧洲的伽利略(Galileo)、中国的北斗(BeiDou)系统、印度的区域卫星导航系统(IRNSS)以及日本的准天顶系统(QZSS)。美国于1996年启动了GPS现代化工程，中国于2012年建成了亚太区域卫星导航系统并投入使用，正在向全球系统稳步推进。但是由于导航卫星距离地面2万多公里，卫星信号功率非常微弱(相当于22000km外50。系统采用扩频技术让多颗卫星共用相同的时间和频率以解决频谱、时间相互覆盖问题。最初，GPS设计仅用粗捕获码(C/A码)和精密码(P码)进行导航信号的扩频调制。P码的码元速率为10.23MHz，码宽为0.1us。由于

3、P码的码长和码周期均比较长，对该码进行解调与解扩均比较复杂，因此p码通常不对公众开放；C/A码又称粗捕获码，码元速率为1.023MHz，是一个对公众开放的伪随机码。最初的GPS载波信号包括L1信号和L2信号，载波频率分别为1575.42MHz和1227.6MHz，C/A码只调制L1信号，P码则分别调制L1和L2信号。为了克服频率资源稀缺和GPS卫星失效带来的GPS系统性能下降的问题，美国政府开启了GPS现代化进程，积极研究新的频率和信号调制方式，相继有L2C信号、M码信号、L5信号和L1C等现代化的GPS信号加入到最初的GPS信号家族中，大大缓解了GPS系统

4、频谱紧张的状况并且提高了其抗干扰能力[2]。...........第二章空域滤波技术由于北斗卫星信号到达地面接收机时功率已衰减的非常微弱，因此，很容易受到点磁波信号的干扰，从而使接收机失去导航定位能力。其中压制式电磁波干扰是最常见的一种干扰形式，主要包括窄带干扰和宽带干扰等。虽然北斗卫星导航系统采用伪噪声的编码技术以及二次调制扩频技术来传输数据，具有一定的抗干扰能力，但其抗干扰能力仍受扩频增益的限制。并且压制式干扰功率远大于卫星信号功率，即使解扩后干扰功率仍远大于信号功率，从而导致接收机无法捕获到卫星信号。时域和频域抗干扰技术实现较为简单，但是在遇到干扰数较

5、多或者宽带干扰情况下，其抗干扰效果会显著下降。阵列自适应滤波技术由于能够同时滤除多种类型的干扰，具有非常优良的抗干扰性能，近些年来受到了国内外学者的越来越多的关注。本章首先介绍北斗信号的数学模型，然后详细的对空域自适应滤波、空时自适应滤波的原理以及其抗干扰性能做分析，最后对应用到的自适应滤波准则做出详细的分析。2.1北斗信号模型北斗导航系统有B1、B2和B3三种信号结构，由于B3频点为授权信号，本文不做分析。B1和B2信号通过四进制相移键控QPSK的方式将扩频后的导航信号调制在载波上。B1I信号中心频率为1561.098MHz，B2I信号中心频率为1207.

6、140MHz。.........2.2压制式干扰压制式干扰主要是通过发射大功率的电磁波信号干扰接收机前端，使其无法对导航信号进行正常的解调和解扩处理，最终导致接收机无法完成捕获和跟踪功能[22-25]。压制式干扰机仅需发射在频谱上与卫星信号重叠、大功率的任意波形信号，实现技术难度小。压制式干扰通常包括瞄准式干扰、阻塞式干扰和相关式干扰[26]。(1)瞄准式干扰。调整干扰信号的频点使其落在北斗信号载频上，并根据北斗信号独特的码型实施的干扰。(2)阻塞式干扰。这种干扰是在北斗信号载频层面进行的，有两种干扰形式：一是窄带干扰。窄带干扰信号利用与本振混频后的产生的宽

7、带干扰信号来干扰接收机对有用信号的接收，这种技术实现简单。二是宽带干扰。是指干扰机直接产生宽带均匀频谱信号，由于它的大部分能量能通过接收机滤波器，因而对接收机的干扰效果最好，但这种技术实现较为复杂。(3)相关干扰。通过产生与卫星信号相关性很高的伪随机序列来有效地抑制卫星信号的接收。相关干扰信号只有少部分能量信号被窄带滤波器滤除，因而只需以较小的功率便可对接收机进行有效的干扰。但是，相关干扰技术需要更为复杂的设备才能够实现，因而成本较高。..........第三章空时联合滤波技术...........213.1自适应滤波算法.........213.1.1最小

8、均方LMS算法......213.1.2递归最小二乘