[發明專利]用于GPS接收機干擾信號的消除方法及其系統

有效

• 申請號: 200910096848.8
• 申請日: 2009-03-18
• 公開（公告）號: CN101571585A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: 陳學;徐建華;葉甜春;李思超;桂瓊
• 申請（專利權）人: 杭州中科微電子有限公司
• 主分類號: G01S1/04
• 分類號: G01S1/04
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司
• 代理人: 王鑫康

技術領域

本發明屬于衛星定位通信技術，涉及用于GPS接收機中位置、速度和時間精確確定的系統以及方法。尤其涉及用于GPS接收機干擾信號的消除方法和系統，在復雜環境下消除GPS強弱信號間互相關干擾，提高定位靈敏度，提高定位覆蓋率和定位精度。

背景技術

GPS是一種采用直接序列譜展寬(DSSS)和碼分多址(CDMA)技術的系統。在1.57542GHz的L1載頻上調制的C/A碼是一種碼速率為1.023MHz，具有1023碼片長度的Gold碼，32顆GPS衛星對應不同的偽隨機碼。GPS接收機通過產生本地的載波和偽隨機碼片與接收到的信號作相關運算，從而可以捕獲和跟蹤上相應的衛星信號。Gold碼是一種不完全正交的碼，其互相關有三種取值：-1/1023，63/1023和-65/1023，取值概率分別為：75％，12.5％，12.5％。這就決定了GPS接收機能夠處理的信號最大動范圍為24dB。在一些復雜環境下，如兩邊高樓林立的城市峽谷，或者處于濃密的樹蔭下，通常接收到的衛星信號功率與正常環境相差很大。在微弱信號處理中，當待捕獲的弱衛星信號功率小于其他衛星信號功率20dB以上時，強弱信號間的互相關值可能超過弱信號本身的自相關值，使弱信號的自相關峰埋藏于其他互相關峰之下，從而使常規的捕獲方法失效。面對客觀存在的復雜環境，解決消除弱信號捕獲過程中強信號的互相關干擾問題成為GPS接收機的一項關鍵技術。

在消除弱信號捕獲過程中強信號的互相關干擾問題的已有技術中，提出一種包括基于連續干擾消除(SIC)的互相關干擾消除算法的方法，這種方法需要預存儲大量的采樣數據，不僅要占用大量的硬件存儲空間，同時也造成處理時間的延遲。文獻1《Mitigation?of?Periodic?Interferers?in?GPSReceivers?Using?Subspace?Projection?Techniques》中提出了一種子空間投影算法來消除互相關干擾，這種方法不需要估計出強信號幅度，但是由于其計算的復雜性，一般只能做理論上的研究。文獻2《GPS?Cival?SignalSelf-Interference?Mitigation?During?Weak?Signal?Acquisition》改進文獻1傳統的子空間投影算法，采用一種相減投影算法，通過計算接收信號在重建干擾子空間上的投影，直接消除接收信號中的干擾信號，該方法雖部分減輕了算法的運算量，但是該算法需要8bit的A/D量化輸入，因此有限的A/D量化位數使得該改進算法失效。在文獻3《A?novel?cross?correlation?mitigationtechnique》中提出了一種自適應碼片正交的互相關消除算法，該算法通過自適應改變本地待捕獲弱信號的部分碼片，使之與干擾碼片完全正交，達到消除互相關干擾目的。因為強弱信號間的相對多普勒頻差，會在強弱信號的碼片間產生相對滑動，因此該方法每間隔一段時間(間隔時間取決于強弱信號的多普勒頻差)就要計算一次每顆強信號衛星的互相關干擾以改變本地碼片。同時，當干擾強信號多于4顆時，這種方法因不能滿足本地碼與所有強信號碼片正交，從而失去消除強信號干擾的能力。

發明內容

本發明的目的是提出了一種新的干擾消除方法，提供一種用于GPS接收機干擾信號的消除方法，本發明的另一目的是提供一種采用該方法構成的實時消除GPS干擾信號的相關處理系統，用本發明方法構架一種實時消除GPS信號干擾信號的相關處理器，運行相關處理軟件，消除GPS互相關干擾以及連續波干擾，使弱信號不受干擾而實現捕獲和跟蹤。這是一種復雜環境下捕獲和跟蹤受干擾的微弱GPS信號的方法，能在輸入GPS信號有限的量化精度下同時消除多路GPS信號互相關干擾的方法，從而提高接收機的定位靈敏度和定位精度。實現在復雜環境下受干擾的微弱GPS信號的捕獲和跟蹤。本發明是通過下面的技術方案來實現。

用于GPS接收機干擾信號的消除方法包括以下步驟：

步驟一、構架一種實時消除GPS干擾信號的相關處理系統簡稱相關處理系統

(一)在GPS接收機的基帶信號處理部分配置一個基于并行消除多個干擾信號相關器的相關處理系統

該相關處理系統由多路相關處理器通道構成，每路相關處理器通道包括一路干擾強信號跟蹤模塊及與其對應的一路干擾估計模塊，多路相關處理器通道還共用一路受干擾信號接收模塊以及一多普勒頻差比較器；相關處理系統包括：

1)一多路干擾強信號跟蹤模塊，它設有若干路強信號接收通道對若干個干擾強信號解擴和對干擾分量相關運算和積分清零處理，經幅度估計單元處理，得到幅度估計值；