[發明專利]基于碼字結構的盲自適應GPS干擾抑制方法

有效

• 申請號: 200910069091.3
• 申請日: 2009-06-01
• 公開（公告）號: CN101561490A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 盧丹;吳仁彪;石慶研;王磊;胡鐵喬;鐘倫瓏
• 申請（專利權）人: 中國民航大學
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02;H04B1/69
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 溫國林

技術領域

本發明涉及一種盲自適應GPS干擾抑制方法。特別是涉及一種不改變現有GPS接收 機結構，能夠抑制干擾的基于碼字結構的盲自適應GPS干擾抑制方法。

背景技術

GPS因其可以全天時，全天候地為世界上的任何地方提供準確的位置，速度和時間 信息，從而成為目前最有前途的導航系統，廣泛的應用在軍事和民用領域。然而，由于 接收到的GPS信號很弱，比噪聲還要低20-30dB，同時GPS信號的擴頻碼C/A碼是公開 的，因而使得GPS信號很容易受到各種有意和無意干擾信號的影響。如果干擾信號很強， 超過GPS擴頻信號所固有的處理增益，將使得GPS接收機失鎖，從而不能正確解算接收 機的位置信息，因而有必要研究GPS抗干擾技術。

目前，最有效的GPS抗干擾技術是采用自適應天線陣，利用空域或空時域技術來進 行干擾抑制，這些技術均沒有考慮利用GPS信號的特點。GPS系統采用的是CDMA擴頻通 信系統，在CDMA抗干擾中，基于解重擴技術多目標陣列是近來較新的一種盲自適應算法， 該方法利用CDMA系統中不同用戶的擴頻碼信息來自適應多目標波束形成器的加權矢量， 從而形成多個波束。具體說來，就是利用每個用戶擴頻碼和接收到的信號做相關，估計 每個用戶的碼位信息，然后再利用該擴頻碼對估計出的碼位信息進行重新擴頻，重新擴 頻后的信號作為自適應波束形成器的參考信號來更新加權矢量。由于GPS信號是CDMA信 號，因此可以應用解重擴技術來進行GPS抗干擾，但要考慮GPS信號的特殊性來簡化算 法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種不需改變現有GPS接收機結構，能夠抑制 干擾的基于碼字結構的盲自適應GPS干擾抑制方法。

本發明所采用的技術方案是：一種基于碼字結構的盲自適應GPS干擾抑制方法，是 利用自適應陣列天線抑制干擾來實現，即是通過在陣列天線和普通的GPS接收機之間嵌 入基于碼字結構的盲自適應GPS干擾抑制模塊來實現的，不改變全球衛星導航系統GPS 接收機的內部結構，具體包括如下步驟：

(1)將陣列天線接收到的射頻信號轉換為數字中頻信號；

(2)將中頻信號進行A/D變換、數字下變頻得到零中頻數字信號；

(3)利用功率倒置算法計算天線陣列的加權矢量；

所述的利用功率倒置算法計算天線陣列的加權矢量，是通過使陣列天線輸出信號功 率最小，同時約束參考陣元的加權值為1為代價函數，利用小塊拍數計算加權矢量；

(4)將步驟(3)計算出的加權矢量作為基于碼字結構的盲自適應算法的初始加權 矢量，進行天線陣列加權矢量的更新；

所述的加權矢量的更新公式，是通過使陣列輸出信號與參考信號的誤差最小為代價 函數，利用最小二乘算法來實現；所述的參考信號的獲取是利用已知的GPS擴頻碼碼字 結構，對陣列輸出數據進行處理，得到與陣列接收到的GPS信號同步的擴頻碼作為參考 信號；所述的對陣列輸出數據進行處理，得到與陣列接收到的GPS信號同步的擴頻碼作 為參考信號，是將接收機中擴頻碼逐步進行延遲，將每個延遲后的擴頻碼分別與陣列輸 出數據在一個擴頻碼周期內作相關運算，然后比較每個相關器的輸出，從中選出最大的 輸出，與該最大輸出對應的支路上的擴頻碼即為參考信號；

(5)采用步驟(4)計算出的陣列加權矢量進行波束形成；

(6)將波束形成后的衛星導航信號轉換為模擬射頻信號送入接收機。

所述的干擾抑制方法是將功率倒置算法與解重擴算法相結合，并利用導航數據周期 遠大于擴頻碼周期的特點，簡化解重擴算法，提高解重擴算法的計算量和收斂速度。

本發明的基于碼字結構的盲自適應GPS干擾抑制方法，本發明充分考慮了GPS信號 很弱，擴頻碼碼字結構已知和導航數據周期遠大于擴頻碼周期的特點，將擴頻通信中的 解重擴算法應用到GPS抗干擾中，可降低解重擴算法的運算量和收斂速度。

附圖說明

圖1是利用相關器來估計時延參數的原理框圖；

圖2是基于碼字結構的盲自適應GPS抗干擾算法結構圖；

圖3a是本發明對衛星1形成的陣列天線方向圖；

圖3b是本發明對衛星2形成的陣列天線方向圖；

圖3c是本發明對衛星3形成的陣列天線方向圖；

圖3d是本發明對衛星4形成的陣列天線方向圖；