[發明專利]一種動態GNSS接收機的抗干擾正態零陷加寬的方法

在審

• 申請號: 201410416288.0
• 申請日: 2014-08-21
• 公開（公告）號: CN104181552A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 陳鯉文;鄭建生;周琪;景晗;居益林;徐鑫剛
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01S19/21
• 分類號: G01S19/21
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

技術領域

本發明屬于GNSS工程安全技術領域，是一種干擾抑制技術，屬于陣列天線抗干擾技術之列，具體涉及一種動態GNSS接收機的抗干擾正態零陷加寬的方法。加寬算法形成的加寬零陷可以有效地抵消掉一定范圍內變化的干擾源，達到抗動態干擾的目的，提高了自適應算法的穩健性。

背景技術

目前導航接收機的抗干擾技術一般分為三類：自適應濾波技術，陣列天線抗干擾技術和接收機信號處理技術，本發明主要涉及到的是陣列天線抗干擾技術。

陣列天線抗干擾技術中的調零技術利用擴頻系統將隨機碼信號深埋在熱噪聲中的特點，使進入接收機系統的總輸入功率降至最低限度，可以有效地將強干擾電平降到低噪聲水平，從而達到抗干擾的目的。波束形成技術將陣列天線的方向圖最大增益對準GNSS衛星信號方向，進而提高信干比，達到抗干擾的目的。陣列天線抗干擾技術能使衛星導航接收機抗干擾能力提高至少50dB，是目前廣泛應用的一種抗干擾手段。

陣列天線抗干擾技術的發展要追溯到上世紀70年代，最早使用的陣列天線都是基于模擬域的抗干擾系統，使用一系列模擬移相器，自適應地給各天線陣元信號進行加權。該移相器由于其模擬的本質，精度大打折扣。另一方面，權值一般須使用迭代算法計算出來，響應時間比較慢。這些因素導致模擬域中的抗干擾系統不能適應高強度的干擾環境。

隨著現代數字技術DSP的高速發展，基于空域的接收機抗干擾技術也達到了前所未有的高潮。在數字域中的進行各陣元信號的加權(即相當于模擬域中的相移加權)可以非常精確。各天線陣元精確的相位控制可以使得自適應天線性能更佳，一方面，它可以使得調零自適應天線系統調零深度更深，另一方面，它可以使得自適應多波束系統的方向矢量增益更高。在數字域中的進行的加權均為復數權值加權，這使得數字抗干擾系統的響應速度得到很大的提高，信號處理速度比模擬系統快，能夠適應高強度的干擾環境。

隨著對飛行載體實時定位以及對導航的精度、靈敏度、可靠性等要求的不斷提高，現代全球導航衛星系統(GNSS)接收機需具備在動態條件下進行定位、導航和抗干擾的能力，以達到較高的精度與靈敏度。干擾抑制技術一直是陣列信號處理領域的熱點問題，在動態條件下，接收機的載體平臺會發生的強烈震動和運動，GNSS接收機的姿態變化很快，使得接收機接收到的干擾來波的方向也迅速變化。但是由于自適應權值的更新速度相對較慢，算法的收斂速度跟不上干擾波達方向(DOA)變化的速度，使得干擾很容易移出天線零陷所指方向從而不能被抑制，導致一定的數據失配現象，不能保證GNSS接收機對衛星信號的正確捕獲，使得常規的空域和空時域干擾抑制方法完全失效。

發明內容

本發明主要是解決現有技術所存在的技術問題；提供了一種可以有效地抵消掉一定范圍內變化的干擾源，達到抗動態干擾的目的，提高了自適應算法的穩健性的一種動態GNSS接收機的抗干擾正態零陷加寬的方法。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：

一種動態GNSS接收機的抗干擾正態零陷加寬的方法，其特征是，基于一個動態GNSS接收機的零陷加寬模型，該模型是在常規靜態輸出功率最小約束模型的基礎上，將干擾波的波達方向展寬為左右兩個干擾信號同時入射，并定義失配角度服從正態分布，在小角度變化情況下，能夠自適應計算出展寬權值；

其中，基于常規輸出功率最小約束模型基于如下定義以及公式：定義模型由M個陣元組成，采用線性陣列信號模型，它所接收的信號波形對應M個輸出信號向量X(t)，其中包含接收信號向量中的干擾成分和噪聲成分，離散化后為X(n)；

定義輸入信號的相關矩陣為Rxx=E{X(n)XH(n)}=ARssAH+σn2I]]>??式一