[發明專利]GNSS導航衛星信號抗干擾處理方法

有效

• 申請號: 201811418095.3
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN109633692B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 班亞龍;康榮雷;楊少帥;王海硯;安毅;熊杰;彭濤
• 申請（專利權）人: 西南電子技術研究所（中國電子科技集團公司第十研究所）
• 主分類號: G01S19/21
• 分類號: G01S19/21
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心 51121
• 代理人: 郭純武

本發明公開的一種GNSS導航衛星信號抗干擾方法，旨在提升衛星導航信號接收系統的抗干擾能力，本發明通過下述技術方案予以實現：GNSS導航衛星射頻信號，首先通過模數/數模處理芯片轉換為數字中頻采樣信號，將數字中頻采樣信號送入信號與數據處理模塊，經過數字下變頻處理后對得到的I、Q采樣數據流進行數據緩存與抽取控制，通過對抽取的I、Q采樣數據和其共軛轉置的乘積求解統計平均，得到自相關矩陣；再根據功率倒置準則，計算數字波束合成最優權值系數；得到DBF合成處理的I、Q數據；最后將DBF合成后的數字中頻信號輸入模數/數模處理芯片，進行模擬上變頻處理，得到抗干擾處理后的GNSS射頻信號送至接收機進行導航定位。

技術領域

本發明涉及信號處理與導航領域，特別涉及一種民用領域衛星導航抗干擾信號處理技術。

背景技術

全球導航衛星系統(GNSS)距離地球約2萬多公里，到達地球的信號功率很小，從而使得衛星導航信號接收系統很容易受到干擾。在民用領域，隨著各種通信系統和無線數據傳輸系統的不斷增加，電磁環境也愈加復雜，盡管這些系統本身可能不在GNSS頻段內，但信號的互調產品和帶外傳輸都有可能對GNSS信號的接收造成干擾，從而導致導航精度的降低或者接收機的完全失鎖。

目前GNSS接收機系統的抗干擾技術主要包括有:空域自適應濾波技術，時/頻域濾波，空時/頻濾波自適應濾波技術，直接P碼捕獲技術，抗多徑技術，星上抗干擾技術，組合導航等抗干擾技術等。時域處理技術能處理多個窄帶干擾，但對寬帶干擾通常效果不佳；頻域濾波對窄帶干擾抑制可達35dB以上，但對寬帶噪音干擾及多個掃頻瞄準式噪聲干擾無效；空域濾波即是將自適應零陷技術應用于導航終端抗干擾，陣列自適應零陷是將包括多個陣元的天線陣所接收的信號用增益和相位可調的權值進行加權，從而在天線方向圖中產生對著干擾方向的零點。在復雜的電磁環境下,采用單一的抗干擾方式已經無法滿足接收機的需求。單純的空域濾波技術是建立在窄帶假設基礎上，空域濾波算法只能有效抑制窄帶干擾，而空時自適應處理(STAP)是通過空時聯合處理多陣元(空域)與多個時域接收到的數據，使干擾抑制在空時二維空間中進行。目前沒有哪一種抗干擾技術能夠解決所有的GNSS干擾問題。針對繁多復雜的導航干擾環境，為了進一步提高GNSS接收機生存能力及使用性能。未來GNSS接收機抗干擾方案必然是多種抗干擾方法的綜合使用。

隨著我國北斗全球衛星導航系統(BDS)的逐步建立，探索和研究北斗導航系統抗干擾能力提升的方法，具有重要應用和經濟價值。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提升復雜電磁環境下的衛星導航信號接收系統的抗干擾能力，為此本發明提出一種基于自適應陣列信號處理的導航衛星信號抗干擾方法。

本發明的上述目的可以通過如下技術方案予以實現：一種GNSS導航衛星信號抗干擾方法，具有如下技術特征：多陣元天線將接收到的GNSS導航衛星射頻信號，首先通過模數/數模(AD/DA)處理芯片轉換為數字中頻采樣信號，AD/DA處理芯片將數字中頻采樣信號送入信號與數據處理模塊，經過數字下變頻處理后對I、Q采樣數據流進行控制和中頻數據緩存抽取控制，其中緩存數據中前1ms用于數據抽取，后1ms緩存數據等待，通過對抽取的I、Q采樣數據和其共軛轉置的乘積求解統計平均，得到自相關矩陣；再根據功率倒置(PI)準則，計算數字波束合成(DBF)最優權值系數；將DBF權值系數與對應時刻的I、Q采樣數據進行復數相乘，得到DBF合成處理的I、Q數據；再將DBF合成后的數字中頻信號輸入AD/DA處理芯片，進行模擬上變頻處理，上變頻為GNSS射頻信號，并進行功率匹配設置，得到抗干擾處理后的GNSS射頻信號送至接收機進行導航定位。

本發明相比于現有技術具有如下有益效果：本發明基于多陣元衛星導航天線，模數-數模轉換處理芯片，信號與數據處理模塊，GNSS接收機等組成單元。通過AD-DA處理芯片對陣列天線接收到的GNSS射頻信號中的一種頻率信號的混頻處理，同時獲得兩個頻點信號的抗干擾能力；通過設計最大深度緩存隊列緩存2ms的數據，權值計算完成后可以實現與對應時刻的采樣數據的適配性處理。

附圖說明