[發明專利]一種導航衛星接收機窄帶干擾抑制的算法

有效

• 申請號: 201610008502.8
• 申請日: 2016-01-07
• 公開（公告）號: CN105549036B
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 劉高高;鮑丹;蔡晶晶;武斌;秦國棟
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學昆山創新研究院;西安電子科技大學
• 主分類號: G01S19/21
• 分類號: G01S19/21
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開了一種導航衛星接收機窄帶干擾抑制的算法，其在接收機中實現抗干擾功能，主要解決現有接收機抗窄帶干擾性能低、實時性差的問題，對于提高衛星導航系統在復雜電磁環境下的工作性能及增強其在各種環境中的適用性具有重要的意義。本方法中窄帶干擾抑制算法采用的是相關相減多級維納濾波算法，這種算法具有計算量小、可靠性高的優點，能夠實時處理衛星信號。在工程實現中以FPGA為核心進行技術實現，圍繞ZYNQ?7000芯片以及集成的Microblaze軟核的信號處理功能進行設計，通過Microblaze軟核完成相關相減多級維納濾波算法實現權值的更新，將實時更新的權系數傳遞給FIR濾波器進行信號的濾波處理，完成抗窄帶干擾功能。

技術領域

本發明屬于導航衛星通信技術領域，具體涉及一種導航衛星接收機窄帶干擾抑制的算法。

背景技術

全能全球導航衛星系統(英文全稱是Global Navigation Satellite System，簡稱GNSS)，是依靠先進的現代科學技術而建立發展起來的衛星定位系統，具有全能性、全天候、連續性和實時性等特點，能夠為用戶提供精確的定位、測速和授時服務，在軍事和民用領域得到了廣泛應用。因此，世界各國都在爭相發展自己的衛星導航系統，如美國的GPS系統、俄羅斯的GLONASS系統、歐盟的GALILEO系統，以及中國的北斗導航系統。

但是，衛星導航接收機所處的工作環境日益復雜，而且衛星信號容易受到有意或無意的干擾，衛星導航接收機的抗干擾能力成為其能否正常工作的關鍵問題。研究衛星導航接收機抗干擾技術，對于提高衛星導航系統在復雜電磁環境下的工作性能及增強其在各種環境中的適用性具有重要意義。

在衛星導航系統中，窄帶干擾是一個非常重要的問題，影響著整個系統的性能，若窄帶干擾信號總功率超過了系統的干擾容限，則系統性能會嚴重惡化甚至不能工作。

GNSS(Global Navigation Satellite System)即全球衛星導航系統，是伴隨著現代科技不斷發展起來的一個衛星導航定位系統。地面的接收機接收到衛星的信號進行解算，實現定位授時等功能。GNSS已經在諸如軍事、農業、測繪、氣象等領域發揮出了巨大的作用。目前全球各個國家都將其視為一個重點發展領域，并將會對國計民生產生重大影響。

早在上世紀80年代，隨著GNSS系統的發展，國外已經開始對干擾抑制技術領域進行了初步的探索，到目前，有關干擾方面的研究與實現已成為世界各國導航領域學者研究的一個熱點。GNSS系統采取直接序列擴頻通信技術，本身會對干擾產生抑制效果，但是當來自外界的干擾過大時，將無法對干擾產生抑制作用，使得系統性能降低，因此這一問題必須得到解決或改善。國內外有關抗窄帶的相關理論很多，但是具體實踐應用目前仍比較稀缺，不能滿足目前的性能要求。

發明內容

本發明的目的在于針對工程實踐上技術的不足，提出了一種基于相關相減多級維納濾波算法的導航衛星接收機窄帶干擾抑制的算法。

實現本發明的技術思路是：以FPGA(Field Programmable GateArray，現場可編程門陣列)為核心進行了技術實現，重點圍繞ZYNQ-7000芯片以及集成的Microblaze軟核的信號處理功能進行了設計，完成了基于時域的相關相減多級維納濾波算法的工程設計。該導航衛星接收機窄帶干擾抑制的算法包括如下步驟：

1)天線接收導航衛星信號后首先經過射頻模塊進行射頻前端處理，將高頻信號變為模擬中頻信號x(t)＝s(t)+j(t)+nos(t)，其中，s(t)為接收到的衛星信號，j(t)為來自外界的窄帶干擾信號，nos(t)為系統的白噪聲；

2)將模擬中頻信號送至ADC轉換器中進行采樣，變為數字中頻信號X(n)＝S(n)+J(n)+N(n)，其中，n表示經過采樣后的時間序列,S(n)為采樣后的衛星信號，J(n)為采樣后的窄帶干擾信號，N(n)為采樣后的噪聲信號；

3)將數字中頻信號送至FPGA中，進行窄帶干擾抑制。