[發明專利]一種GPS弱信號的捕獲技術無效

申請號：	201110384916.8	申請日：	2011-11-28
公開（公告）號：	CN102495414A	公開（公告）日：	2012-06-13
發明（設計）人：	張蘭勇	申請（專利權）人：	哈爾濱功成科技創業投資有限公司
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
地址：	150000 黑龍江省哈爾濱市***	國省代碼：	黑龍江;23
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種 gps 信號捕獲技術
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【說明書】：

(一)技術領域

本發明涉及的是一種自適應信號處理技術，具體地說是一種GPS信號的窄帶干擾抑制技術。?

(二)背景技術

GPS是Navigation?Satellite?Timingand?Ranging/Global?Positioning?System的縮寫詞NAVSTAR/GPS的簡稱。它的含義是，采用導航衛星進行測時和測距構成的全球定位系。GPS從1973年美國國防部正式提出到1993年底建成，歷時20年。目前，GPS的應用已深入各個領域。在航海方面，船舶航行、海上交管、海洋測量、石油勘探、遠洋捕撈、浮標建立、海底管道和電纜鋪設、海島和暗礁定位、船舶進出港引航等廣泛應用。在航空方面，飛機進場著陸、飛行導航、空中加油、空中準確投擲、空中交管等普遍使用。在大地測量方面，由于精密定位的大地測量接收機的出現，給大地測量帶來了革命性的變化，成為GPS應用的重要分支。此外，在軍事上、在空間技術上、在陸地上、甚至在人們的日常生活中，都無處不在。?

由于GPS信號是從20000千米外的中地軌道傳輸過來，因此接收到的信號功率大約為現10-6瓦。這個功率同GPS的L1或L2載頻上1MHz帶寬內包含的噪聲功率相差不多。如果有人為干擾附加到自然噪聲上，GPS信號接收將成為十分困難的事情?，F有GPS接收技術面臨嚴重的射頻干擾問題。?

衛星與GPS接收機之間的通信采用直接擴頻通信技術，射頻前端接收機接收信號功率低于熱噪聲約20dB的C/A碼信號。經低噪聲放大器、混頻器、濾波器、可變增益放大器和A/D轉換器，最后輸出數字信號，再由后級數據相關器恢復出信號。集成射頻前端接收機芯片的最后一級是一個A/D轉換器。通常，在滿足系統指標的情況下，采用最簡單的1位A/D轉換電路，以簡化電路和降低功耗。但采用最簡單的1位A/D轉換器時，在高斯噪聲系統中，經過轉換后的信噪比會降低1.96dB，即A/D轉換器的轉換增益為-1.96dB。?

專利號CN1248322的專利“具有自適應模數轉換器的過程控制變送器”，主要是設計過程控制系統中的變送器，使用的是一般的數字濾波器，濾波效果不佳。?2004年發表的《自適應Sigma-Delta?A/D轉換器的設計》對傳統的Sigma-DeltaA/D轉換器進行了改進，設計了誤差自校正電路。但是在與將采樣濾波器相乘的過程中會產生新的誤差。?

本發明設計的窄帶干擾抑制技術，通過自適應A/D轉換器以及自適應濾波算法相結合實現對GPS信號中窄帶干擾的濾除，可以應用于現有GPS接收機中，提高導航和定位精度。?

(三)發明內容

本發明的目的在于提供一種GPS窄帶干擾抑制技術，實現對GPS信號精確的解算。?

本發明的目的是這樣實現的：?

它包括自適應A/D轉換器、自適應卡爾曼濾波器及狀態空間解算算法。利用自適應A/D轉換器使得參考電壓隨輸入信號的幅度自動調整，抑制窄帶干擾，提高轉換增益。利用基于自回歸模型的卡爾曼自適應濾波器實現對窄帶信號的濾除。?

本發明的工作原理為：?

由于GPS信號能量分布在f_L周圍幾百兆赫茲的頻段內，而窄帶干擾的能量集中在f_J處。在GPS的信號處理中，需要對C/A碼進行擴頻，即GPS接收機把輸入信號與復制碼進行相關運算，擴展窄帶干擾的而頻譜，以提高其抗射頻干擾的能力。此方法雖然去除了大部分干擾功率，但是基于GPS信號的光滑的頻譜，沒有考慮短碼或C/A碼線狀譜的因素。進行相關處理之后，GPS的能量集中在一個窄帶內，而此時單頻的能量就會發散。?

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