[發明專利]加寬零陷的高動態衛星導航系統干擾抑制方法

有效

• 申請號: 200910067773.0
• 申請日: 2009-01-22
• 公開（公告）號: CN101482605A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發明（設計）人: 吳仁彪;李嬋;盧丹
• 申請（專利權）人: 中國民航大學
• 主分類號: G01S1/04
• 分類號: G01S1/04
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 江鎮華

技術領域

本發明涉及一種衛星導航系統干擾抑制方法。特別是涉及一種用于加寬天線波束在干擾方向上零陷寬度的加寬零陷的高動態衛星導航系統干擾抑制方法。

背景技術

衛星導航系統由人造衛星和地面支撐系統組成，對海、陸、空等領域提供全方位實時三維導航與定位服務，廣泛應用于民用和軍用領域。在民用方面，接收機載體處于靜止狀態或低動態運動狀態，而在軍用方面，很多時候接收機載體的運動速度、加速度及加速度變化率都很大，稱之為高動態。隨著國防現代化的建設，對高動態環境下飛行體軌跡測試、飛行體導航等的精度、可靠性要求也越來越高。

在衛星導航系統中，由于衛星距離地球很遠，接收機接收到的衛星信號十分微弱，無論接收機處于靜止、低動態還是高動態環境下，都很容易受到干擾的影響。目前在衛星導航抗干擾技術方面，空域陣列天線處理技術取得了很大的進展。

衛星導航系統抗干擾技術在空域處理領域取得的進展主要有以下幾方面：以輸出功率最小為準則的零陷形成方法可以不用知道衛星信號來向，只在干擾來向上形成深零陷來抑制干擾；利用衛星信號來向這一先驗信息的波束形成算法，能使天線波束在于擾方向上形成零陷的同時在期望信號來向上有一定增益；基于衛星導航系統信號特性的盲自適應波束形成算法僅利用衛星導航系統期望信號的特性就能抑制干擾。但是這些方法都是在接收機處于靜止或低動態環境中才能有效地抑制干擾。當接收機處于高動態環境下時，算法的性能就會受到嚴重影響。這是因為在高動態環境下，衛星導航接收機載體的運動速度一般大于1km/s，在戰爭中衛星導航接收機載體距離敵方干擾機經常不過幾十或幾百公里，造成干擾相對于衛星導航接收機的來向變化速度很快，低動態下的抗干擾算法形成的零陷太窄，干擾很容易移出零陷所指方向從而不能被抑制掉。因此，需要研究高動態環境下衛星導航接收機的抗干擾問題。

在高動態環境下，由于接收機載體的高速運動，使得干擾相對于接收機的來向隨時間變化，其等效為接收機靜止，而干擾處于高速運動狀態。對于動態干擾，Alex?B.Gershman(亞歷克·斯曼)和Johann?F.Bohme(約翰尼·伯梅)提出了給Hung-Turner(洪一.特納)[A.B.Gershman，G.V.Serebryakov，and?J.F.Bohme，“Constrained?Hung-Turner?Adaptive?Beam-Forming?Algorithm?with?Additional?Robustness?to?Wideband?and?Moving?Jammers”，IEEE?Transactions?on?Antennas?and?Propagation，Mar.1996，Vol.44，No.3，Pp.361-366.]、SMI(采樣矩陣求逆)[A.B.Gershman，U.Nickel，and?J.F.Bohme，“Adaptive?Beamforming?Algorithms?with?Robustness?Against?Jammer?Motion”，IEEE?Transactions?on?Signal?Processing，July?1997，Vol.45，No.7，Pp.1878-1885.]等算法在干擾來向上加微分約束來加寬天線波束在干擾方向上的零陷，使得算法對干擾的運動穩健。但是這些算法都需要知道期望信號的來向，而在高動態環境下，衛星信號相對于接收機的來向是不斷變化的。因此，需要根據高動態環境下信號的特征來提出新的方法來應對高動態環境下衛星導航接收機的干擾。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種使衛星導航接收機在高動態環境下能夠抑制來向未知且來向不斷變化的壓制性干擾，從而減小高動態環境下衛星導航接收機對衛星信號的誤捕獲率的加寬零陷的高動態衛星導航系統干擾抑制方法。

本發明所采用的技術方案是：一種加寬零陷的高動態衛星導航系統干擾抑制方法，包括以下步驟：

(1)將N(N＞2)元天線陣列接收到的N路射頻信號分別下變頻為中頻信號；

(2)對下變頻得到的N路中頻信號分別進行A/D轉換；

(3)利用步驟(2)得到的N路中頻數字信號，根據干擾功率與衛星信號和噪聲功率之間的關系獲取干擾子空間的正交補空間；

(4)根據微分約束原理計算與微分階數、陣元位置及干擾子空間相關的新的子空間的正交補空間；