伪卫星环境下的自适应导航抗干扰技术研究

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1、学校代码１０６９９Ｉ分类号ＴＮ９１１．７—密级学号２０１３２０１２６８巧Ｍ又ｉ才、誘硕±学位论文＾目伪卫星环境下的自适应导航抗干扰技术硏究学科、专业通信与信息系统指导教师张会生—輔学位曰期西北工业大学硕士学位论文(学位研究生)题目伪卫星环境下的自适应导航抗干扰技术研究作者：申礼斌学科专业：通信与信息系统指导教师：张会生二零一六年三月ResearchonAdaptiveNavigationAntiJamminginPseudoliteEnvironmentByLi

2、binShenUndertheSupervisionofProfessorHuishengZhangADissertationSubmittedtoNorthwesternPolytechnicalUniversityInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofCommunicationandInformationSystemXi’anP.R.ChinaMarch2016摘要摘要针对伪卫星远近效应问题，现有的解决办法或是基于发射端信号结构的改变，或

3、者基于接收机相关器的改变，设计方法复杂，使得接收机的通用性变差，而阵列信号处理技术中的波束形成技术则广泛应用于导航抗干扰领域。本文将自适应阵列处理技术与伪卫星远近效应问题结合，对伪卫星环境下导航系统自适应抗干扰技术进行了深入研究，主要工作及创新如下：（1）针对现有GPS系统存在的弊端及缺点，分析了伪卫星系统增强导航定位的必要性，并讨论了伪卫星远近效应产生的原因与影响，并详细分析了现有的解决措施及其存在的弊端。（2）提出一种适用于伪卫星环境下的数字波束形成方法（PLCMV），通过优化伪卫星的波束方向，对伪卫星信号功率强度

4、进行抑制，使其与导航信号保持一致，保证了导航信号能被接收的同时接收机也能接收到伪卫星信号。（3）针对信号方向估计误差问题，提出了一种自适应求解对角加载因子方法。该方法的运算量低于RCB算法中牛顿迭代和最差性能最优算法中凸规划运算，并且提高了加载因子的计算精度。此外，给出了改进算法应用于伪卫星环境下的具体实现步骤。实际仿真结果表明，改进算法在抑制伪卫星远近效应的同时，有效克服了信号方向估计误差，改善了波束方向图畸变。（4）针对阵列平台抖动或干扰运动问题，提出了基于干扰加噪声协方差矩阵重构的零陷展宽技术，首先将标准Cap

5、on空间谱与窗函数卷积进行展宽重构，继而以展宽后的空间谱构造干扰加噪声协方差矩阵，最后采用自适应对角加载方法来估计信号最优导向矢量。实验结果表明本文提出的零陷展宽方法对于模型失配、平台抖动及运动干扰均具有很强的鲁棒性，优于现有的其它方法。（5）提出伪卫星环境下抗干扰系统实现方案，介绍了系统开发中关键模块的设计方法，并给出了DSP软件设计流程及其同FPGA的通信协议及通信方式。仿真实验及系统联合测试表明了算法的工程实用性。关键词：伪卫星，远近效应，自适应阵列处理，稳健波束形成，零陷展宽，抗干扰IAbstractAbstr

6、actPseudo-litetechnologyhasreceivedextensiveattentionandwidespreadapplicationinvariousfieldssinceitwasputforward.Usingpseudolitestopositionseparatelyorincombinationwithnavigationsatelliteshasbeenofthesignificantmethodtoimprovetheperformanceofnavigationsystem.How

7、ever,thenear-fareffectisstilloneoftheurgentproblemsinpseudolites.Theexistingsolutionsarebasedonthechangeofthetransmittersignalstructureorthechangeofthereceivercorrelator,whichmakesthereceiver'sversatilitypoor.Nonetheless,arraysignalprocessinghasreceivedgreatachi

8、evementsinthepastfewdecades,inwhichadaptivebeamformmingsarewidelyusedinthefieldofnavigationandanti-jamming.Withthecombinationofadaptivearrayprocessingandpseudosatelli