[發明專利]一種基于導航接收機的空時自適應抗干擾方法

有效

• 申請號: 201610008718.4
• 申請日: 2016-01-07
• 公開（公告）號: CN105676234B
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 劉高高;鮑丹;武斌;秦國棟;蔡晶晶
• 申請（專利權）人: 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

本發明公開了一種基于導航接收機的空時自適應抗干擾方法，1)天線陣列接收射頻模擬信號，經過模擬下變頻、數字采樣后得到數字中頻信號；2)將采樣的信號數字正交下變頻變為數字基帶信號；3)基帶信號分為兩路，其中一路將數據送至DSP(數字信號處理芯片)，計算自適應算法的最優權值；4)數字信號處理芯片上電初始化后，0核和1核依據自適應算法計算自適應權值；5)一路基帶信號結合權值空時自適應濾波；6)濾除干擾后的信號上變頻，模數轉換，輸出導航信號。本發明以小的運算量實現了高性能的空時自適應抗干擾，可用于導航接收機的位置定位。

技術領域

本發明屬于衛星導航通信，具體涉及一種基于導航接收機的空時自適應抗干擾方法，其可用于衛星導航通信的抗干擾。

背景技術

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。

隨著空間頻譜的日益復雜，導航接收機的抗干擾研究也逐漸成為科研的重點與熱點，其提高了接收機的穩定性也拓展了應用范圍。特別是我國北斗II代衛星導航系統的逐漸組網，以及其在軍事中的應用增多，抗干擾的研究與應用更顯示出其的價值。

國外在接收機抗干擾上的研究已經十分深入，并問世了大量的產品。窄帶干擾方面，早在1988年Milstein就已經對窄帶干擾抑制技術做出了總結，之后此方面技術快速發展。而在寬帶干擾方面，當前常使用的是自適應陣列技術，2000年，Fante首次對STAP抗干擾技術給出了比較完成的闡述，美軍認為這是抗干擾技術方面上的巨大突破。其中，LockheedMartin公司、Rockwell Collins公司等已經在此領域耕耘多年，并裝備到了武器系統中。今年來，國內也開始研究相關理論與技術，并設計出了基于空時自適應的抗干擾原型機。然而由于導航接收機復雜的使用環境，比如在汽車行進過程中，遇到顛簸或是拐歪時接收機方位發生變化，要求較高的實時性，或是距離干擾源距離較近，需要較高的抗干擾性能，當前的抗干擾設備仍不能滿足要求。

發明內容

本發明的目的在于針對上述已有技術的不足，提出一種基于導航接收機的空時自適應抗干擾方法，該方法采用相關相減多級維納濾波算法的空時自適應濾波方法，并結合信息論的MDL(Minimum description length，最小描述長度)準則估計信號干擾數量，以避免大的運算量，提升抑制干擾容限，提高導航接收機的使用范圍。

實現本發明目的技術思路是：以FPGA(Field Programmable Gate Array，現場可編程門陣列)邏輯芯片與DSP(Digtial singnal process，數字信號處理芯片)為核心處理平臺，FPGA為主處理器，DSP為協處理器完成設計功能，具體實現步驟包含如下：

1)陣列天線接收導航信號后首先經過射頻模塊變為模擬中頻信號，然后將模擬中頻信號送至ADC模數采樣進入FPGA，得到M維數字信號x(n)＝[x₁,x₂,...,x_M]^T＝As(n)+v(n)，其中M為天線數目，A＝[a(θ₁),a(θ₂),...,a(θ_M)]為接收陣列的天線方向矢量，s(n)為接收到的導航信號，v(n)為系統的白噪聲；

2)將x(n)正交下變頻低通濾波，得到正交的兩路數字基帶信號I(n)和Q(n)；

3)數字基帶信號I(n)和Q(n)分別分成兩路，一路信號根據DSP的指令傳送至DSP端計算自適應權值，一路信號則進行空時自適應濾波；