[發明專利]衛星導航接收機中欺騙式干擾抑制方法

有效

• 申請號: 202110313401.2
• 申請日: 2021-03-24
• 公開（公告）號: CN113075698B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 曾浩;李鳳;李創;蔡萬翰;黃治磊;母王強
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01S19/21
• 分類號: G01S19/21
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

衛星導航接收機中欺騙式干擾抑制方法，其特征在于：L+1個陣元構成均勻線陣所接收的中頻數字信號為x(k)，同時J個欺騙式干擾入射角度θsubgt;j/subgt;為已知量；抗干擾信號處理由壓制式干擾生成模塊、信號求和模塊，波束合成模塊組成。第一步，壓制式干擾生成模塊人工生成壓制式干擾信號s(k)；第二步，信號求和模塊把天線的接收信號x(k)和人工干擾求和；第三步，計算波束形成權矢量w(k)；第四步，抗干擾以后的輸出z(k)。本發明可以應用于衛星導航接收機，能夠有效抑制欺騙式干擾。

技術領域

本發明涉及到全球衛星導航系統(GNSS,Global?Navigation?Satellite?System)接收機領域，具體涉及到一種欺騙式干擾的抑制方法。

技術背景

衛星導航接收機極易受到干擾信號影響，尤其是壓制式干擾和欺騙式干擾這類人為干擾。

欺騙式干擾因其實現成本低、隱蔽性好，目前已是戰場上GNSS接收機主要干擾來源。在各種欺騙式干擾生成方式中，轉發式欺騙干擾的生成最為簡單，僅需對導航衛星信號進行延時后轉發，即可形成有效干擾，也是當前最常見的干擾。針對轉發式欺騙干擾，主要有兩種主流的欺騙干擾抑制方法：殘留信號檢測方法和接收機自主完好性監測方法。殘留信號檢測方法是通過重構出欺騙干擾信號后從接收機接收信號中將其減去來實現對欺騙干擾的消除；接收機自主完好性監測方法是對接收機解算的位置結果是否在合理范圍進行監測并在最終的位置結算過程中剔除不在合理范圍的欺騙干擾信號來實現干擾抑制的。但是這些方法存在不足：它們的干擾抑制效果一般；殘留信號檢測方法需要額外的專用通道和存儲空間，即硬件成本較高；接收機自主完好性監測方法僅適合1個或2個欺騙干擾的場景，即欺騙場景適用性不高。

針對壓制式干擾，目前采用基于陣列天線空域抗干擾技術，又稱為調零天線。調零天線利用干擾信號和衛星信號不同波達方向(Direction?of?Arrival，DOA)，在干擾方向形成方向圖零陷，從而從空域抑制干擾，可以參考文獻[1]。雖然這種方法實現簡單可靠，但這種方法僅僅適用于壓制式干擾，即干擾信號功率遠遠大于衛星信息功率，對與真實衛星信號功率相當的欺騙式干擾并不適用。在已知欺騙干擾DOA情況下，可以人為構建一個壓制式干擾，模擬從欺騙式干擾DOA入射，從而采用陣列天線抑制欺騙式干擾。

參考文獻[1]：周建文，衛星導航抗干擾調零天線波束合成方法研究，重慶大學，碩士論文，2017

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：如何利用陣列天線接收信號，抑制欺騙式干擾。解決該技術問題的方案是衛星導航接收機中欺騙式干擾抑制方法，其特征在于：

衛星導航接收天線陣為L+1個陣元構成的均勻線陣，L為大于等于1的整數，陣元間距l為載波頻率對應波長的一半，陣元編號分別為陣元0，陣元1，…，陣元L；陣面天線接收信號首先進入射頻前端，實現下變頻功能后輸出L路中頻模擬信號傳遞到數字信號處理模塊，在數字信號處理模塊將中頻模擬信號經ADC轉換得到中頻數字信號x(k)，其中x(k)為L+1維列矢量，每個元素對應一個陣元接收信號，k為采樣序號；空間存在J個欺騙式干擾，干擾信號的入射角度θ_j為已知量，分別為θ₁，…，θ_J；

數字信號處理模塊由壓制式干擾生成模塊、信號求和模塊，波束合成模塊組成，其中波束合成模塊又主要由權值計算模塊和加權求和模塊構成；通過數字信號處理算法完成欺騙式干擾抑制，抑制方法步驟為：

第一步，壓制式干擾生成模塊根據欺騙式干擾入射角度信息θ_j，人工產生任意J個不相干的大功率帶通信號其中a_j(k)為高斯分布隨機序列，ω_c為衛星信號的中頻載波頻率，T_s為采樣周期，v(θ_j)為第j個欺騙干擾信號的方向矢量，j＝1,...,J；把上述J個人工生成的壓制式干擾信號求和得到顯然s(k)是一個L+1維列矢量；