[發(fā)明專利]GNSS互相關(guān)干擾抑制方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110052906.4
• 申請日: 2011-03-07
• 公開（公告）號: CN102243309B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 容寶華
• 申請（專利權(quán)）人: 容寶華
• 主分類號: G01S19/21
• 分類號: G01S19/21
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種GNSS互相關(guān)干擾抑制的方法和裝置。

背景技術(shù)

在全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)中，衛(wèi)星將載有定位導(dǎo)航數(shù)據(jù)的信號發(fā)送出去，定位導(dǎo)航數(shù)據(jù)的信號經(jīng)過衛(wèi)星信道傳輸后，多個衛(wèi)星的定位導(dǎo)航數(shù)據(jù)的信號同時到達終端(接收機)。終端(接收機)對接收到的含有多個衛(wèi)星的定位導(dǎo)航信號的信號，采用特定的擴頻碼進行相關(guān)運算完成解調(diào)，分別得到不同衛(wèi)星發(fā)送的定位導(dǎo)航數(shù)據(jù)。其中特定的擴頻碼對應(yīng)了不同衛(wèi)星上發(fā)送端所采用的擴頻碼。GPS就是現(xiàn)今最常見的一種全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)。GPS中不同衛(wèi)星上所采用的擴頻碼是Gold碼、P碼及其他一些種類的擴頻碼。

全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)中不同的衛(wèi)星發(fā)送的信號經(jīng)歷了不同的信道，因而有著不同的幅度和相位改變。由于在終端(接收機)多個衛(wèi)星的定位導(dǎo)航信號同時到達，接收到的信號是多個衛(wèi)星的定位導(dǎo)航信號的疊加。如果某一衛(wèi)星信號的強度大大高于另一要進行解調(diào)的弱衛(wèi)星信號，例如大20dB時，由于此時強衛(wèi)星信號對弱衛(wèi)星信號解調(diào)模板信號的互相關(guān)輸出大于弱衛(wèi)星信號對弱衛(wèi)星信號解調(diào)模板信號的自相關(guān)輸出，弱衛(wèi)星信號的相關(guān)峰就難以找到，弱衛(wèi)星信號的解調(diào)就無法完成。全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)中的互相關(guān)干擾嚴重影響了系統(tǒng)的性能，因此設(shè)法抑制GNSS互相關(guān)干擾是提高系統(tǒng)的性能的有效途徑。

目前公知的GNSS互相關(guān)干擾抑制方法和裝置通常采用消減法或子空間投影法。消減法GNSS互相關(guān)干擾抑制器通過對強衛(wèi)星信號的接收相關(guān)函數(shù)中的自相關(guān)峰值估計得到強信號幅度的估計值，然后從接收的總的信號中減去所有的強衛(wèi)星信號，得到抑制GNSS互相關(guān)干擾后的輸出信號。子空間投影法GNSS互相關(guān)干擾抑制器構(gòu)造正交于強衛(wèi)星信號的接收模板信號，然后用構(gòu)造的接收模板信號與總的接收信號進行相關(guān)運算，進而完成接收。然而目前公知的這些GNSS互相關(guān)干擾抑制器存在算法復(fù)雜度較高、系統(tǒng)的處理時延較大等缺點。且這些GNSS互相關(guān)干擾抑制器對強信號的幅度、時延等參數(shù)要求高精確的估計，由于GNSS信號很弱，另外一般而言GNSS信號是時變的，常常如此高精確的估計在實際中無法被滿足，這使得在很多情況下GNSS互相關(guān)干擾并沒有被完全消除，存在殘留互相關(guān)干擾。目前公知的這些GNSS互相關(guān)干擾抑制器在信號時變較快的情況下很難做到實時的跟蹤強、弱信號的各種變化，增加了殘留互相關(guān)干擾，使得應(yīng)用有較大的局限性。使用子空間投影法的GNSS互相關(guān)干擾抑制器還存在以下缺點：因GNSS中使用的C/A碼和P碼很長，構(gòu)造正交于強信號的接受模板信號需要進行大量的向量運算，大大增加了算法復(fù)雜度，造成了過長的計算時間，大大增加了系統(tǒng)的處理時延；由于要求構(gòu)造的模板信號與干擾強信號正交，會使構(gòu)造的模板信號不具有C/A碼的作為偽隨機碼的良好的自相關(guān)性，這樣弱信號的相關(guān)運算輸出的信噪比會下降，在多個強信號需要消除時，這種弱信號的信噪比下降就更嚴重，同時構(gòu)造的模板信號與干擾強信號正交的做法還使弱信號損失了一部分與強信號不正交的能量。

下面以消減法GNSS互相關(guān)干擾抑制器為例說明現(xiàn)有的GNSS互相關(guān)干擾抑制器存在各種不足。

存在M個強信號和N個弱信號的接收模型為：

其中A_m代表強信號的幅度，A_n代表弱信號的幅度，f_dm、f_dn為多普勒頻移差。

設(shè)在接收第q個衛(wèi)星信號時本地模板信號為X_qI，I為接收C/A碼的相位差，從0取到1022。則在接收第q個衛(wèi)星信號時的相關(guān)函數(shù)可表示為CC_SqI。同時有：

在傳統(tǒng)的消減法GNSS互相關(guān)干擾抑制器中，通過對強信號的接受相關(guān)函數(shù)中的自相關(guān)峰值估計得到并通過對載波的處理得到得到：

從接收信號中減去所有強信號的值，得到：

當(dāng)多普勒頻率差的估計誤差的影響可以忽略時有：

從上式可以看出，若估計的較準(zhǔn)確，消減法GNSS互相關(guān)干擾抑制器可以較好的消除互相關(guān)干擾。然而，由于GNSS信號很弱，的估計很難準(zhǔn)確。另外一般而言，A_m是時變的，可表示為A_m(t)。此時任何估計值都不能代表時變的A_m(t)，這種情況下有：