[發(fā)明專(zhuān)利]一種GNSS接收機(jī)設(shè)備的抗干擾方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310681133.5
• 申請(qǐng)日: 2013-12-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103630910A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳鯉文;鄭建生;劉鄭;雷莉;董坤;周素菲;王貝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01S19/21
• 分類(lèi)號(hào): G01S19/21
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 薛玲

1.一種GNSS接收機(jī)設(shè)備的抗干擾方法，其特征在于：將MUSIC算法應(yīng)用到GNSS抗干擾領(lǐng)域，具體包括以下步驟，

步驟1、建立陣列干擾信號(hào)模型，接收陣列信號(hào)數(shù)據(jù)；

步驟2、由接收到的陣列信號(hào)數(shù)據(jù)得到數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣R_XX；

步驟3、對(duì)R_XX進(jìn)行特征分解；

步驟4、對(duì)R_XX的特征值進(jìn)行信號(hào)源數(shù)判斷；

步驟5、確定信號(hào)子空間與噪聲子空間；即，特征值小的形成噪聲子空間，特征值大的是信號(hào)子空間；

步驟6、根據(jù)信號(hào)參數(shù)范圍進(jìn)行譜峰搜索；

信號(hào)參數(shù)范圍：方位角0度--360度，仰角0度--90度；

步驟7、尋找信號(hào)分量的導(dǎo)向矢量與噪聲子空間特征向量正交位置，即譜峰位置；

步驟8、仰角、方位角與干擾信號(hào)方向增益的關(guān)系式如下：

其中，a(θ,φ)表示信號(hào)分量的導(dǎo)向矢量，V_n表示噪聲子空間的特征向量；

步驟9、在對(duì)應(yīng)的位置生成零陷抑制，得到干擾抑制后的數(shù)據(jù)y(n)；

y(n)=woptHx(n)≈vσ2sHPAJ⊥x(n)]]>

其中，

wopt=vR-1s≈vσ2[I-AJ(AJHAJ)-1AJH]s=vσ2PAJ⊥s,]]>

x(n)為輸入的離散信號(hào)，A_J=[a₁(θ,φ),…,a_Q(θ,φ]為a(θ,φ)的矢量表示，R_J=diag(V_L+1,...,V_Q)為V_n的矢量表示，即干擾的功率；σ²為高斯白噪聲的功率，v=(s^HR^-1s)^-1為一常數(shù)，R=E[x(n)x^H(n)]為接收數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣；s=[1,0,…,0]^T為給定參考列向量；表示與由A_J構(gòu)造的干擾子空間正交的子空間投影矩陣；y(n)實(shí)際上為快拍數(shù)據(jù)投影后列向量的第一個(gè)元素。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種GNSS接收機(jī)設(shè)備的抗干擾方法，其特征在于：

所述步驟1的實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下，

設(shè)定干擾信號(hào)模型滿足以下四個(gè)條件；

1)陣元的間距要遠(yuǎn)大于陣元的尺寸，且不考慮陣元之間存在耦合情況；

2)把單位陣元當(dāng)作點(diǎn)陣元來(lái)考慮；

3)系統(tǒng)噪聲為均值為0，方差為δ²的高斯白噪聲，并且每個(gè)陣元之間噪聲是獨(dú)立的；

4)每個(gè)陣元均為全方向天線，把接收信號(hào)當(dāng)成是平面波；

依照上述設(shè)定，構(gòu)造信號(hào)模型；假設(shè)空間中一組陣列天線的陣元數(shù)是M，且可以接收到的信號(hào)數(shù)量為N；設(shè)定參考陣元為第一個(gè)陣元，若第i個(gè)信號(hào)到天線陣列的入射角度為θ_i且信號(hào)定義為S_i(t)e^jωt，那么，第m個(gè)陣元所接收到的信號(hào)可以表示為：

xm(t)=amiS(t+(m-1)τi)ejω(t+(m-1)τi),m=1,2,···,M---(a1)]]>

式(a1)中，a_mi是第m個(gè)陣元對(duì)第i個(gè)信號(hào)源的幅度響應(yīng)，每個(gè)陣元均為全向天線，a_mi為信號(hào)的振幅；τ_i是當(dāng)入射信號(hào)以θ_i角度到達(dá)陣列相鄰陣元的時(shí)延；ω是入射信號(hào)的角頻率；假設(shè)輻射源S_i(t)為窄帶信號(hào)：

S_i(t)≈S_i(t+(m-1)τ_i),m=1,2,…,M???(a2)

如果相鄰陣元之間的相位差為，可以得到陣列中每個(gè)陣元的輸出矢量形式：

x1(t)x2(t)···xM(t)=ej(ωt+(1-1)φi)ej(ωt+(2-1)φi)···ej(ωt+(M-1)φi)*Si(t)---(a3)]]>

可化簡(jiǎn)為：

x1(t)x2(t)···xM(t)=1ejφi···ej(M-1)φi*Si(t)ejwt---(a4)]]>

則式（a4）可以記為：

X(t)=a(φ_i)*S_i(t)e^jwt???(a5)

其中，X(t)=[x₁(t),x₂(t),…,x_M(t)]^Ｔ，

a(φ_i)為導(dǎo)向向量，信源個(gè)數(shù)為N，接收到的陣列信號(hào)是：

X(t)=a(Φ₁)*S₁(t)e^jwt+a(Φ₂)*S₂(t)e^jwt+…+a(Φ_N)*S_N(t)e^jwt??(a6)

式（a6）表示為矩陣形式：

X(t)=11···1ejΦ1ejΦ2···ejΦN············ej(M-1)Φ1ej(M-1)Φ2···ej(M-1)ΦN*S1(t)S2(t)···SN(t)ejwt---(a7).]]>