[發(fā)明專利]一種GNSS接收機盲穩(wěn)健STAP波束形成方法及裝置

有效

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• 申請日: 2022-04-08
• 公開（公告）號: CN114721015B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設計）人: 莊學彬;何雨昕;黃國峰;謝禮偉;林子健;曾小慧;曾昆
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學
• 主分類號: G01S19/21
• 分類號: G01S19/21;G01S19/29;G01S19/30;G01S19/37;G01S3/14
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 劉思言

1.一種GNSS接收機盲穩(wěn)健STAP波束形成方法，其特征在于，包括：

獲取GNSS接收機接收信號的信號協(xié)方差矩陣，基于所述信號協(xié)方差矩陣重構(gòu)期望信號協(xié)方差矩陣；

根據(jù)重構(gòu)的期望信號協(xié)方差矩陣獲取多個期望信號DOA估計結(jié)果；

根據(jù)所述多個期望信號DOA估計結(jié)果構(gòu)建相應的期望信號DOA估計集合，確定所述期望信號DOA估計集合中每個元素的后驗概率密度函數(shù)；

根據(jù)所述期望信號DOA估計集合及所述后驗概率密度函數(shù)構(gòu)建對應的導向矢量，所述導向矢量為多個導向矢量分量的加權(quán)和，每個所述導向矢量分量對應所述期望信號DOA估計集合中的一個元素，每個所述導向矢量分量的貢獻由對應元素的后驗概率密度函數(shù)確定；

利用所述導向矢量建立TDL系數(shù)約束條件，求解滿足所述TDL系數(shù)約束條件的最優(yōu)TDL系數(shù)，并根據(jù)所述最優(yōu)TDL系數(shù)形成STAP波束；

其中，所述基于信號協(xié)方差矩陣重構(gòu)期望信號協(xié)方差矩陣，包括：

對所述信號協(xié)方差矩陣進行特征分解，以得到對應的噪聲子空間；

將接收信號映射于所述噪聲子空間以得到無干擾的多路信號；

基于接收信號的跟蹤環(huán)路數(shù)據(jù)構(gòu)建本地參考信號，所述跟蹤環(huán)路數(shù)據(jù)包括跟蹤環(huán)路估計的碼延遲、多普勒頻率和載波相位；

基于所述本地參考信號對所述多路信號進行解擴處理，得到解擴后信號；

計算所述解擴后信號的協(xié)方差矩陣，對所述解擴后信號的協(xié)方差矩陣進行重構(gòu)，得到重構(gòu)后的協(xié)方差矩陣；

根據(jù)所述重構(gòu)后的協(xié)方差矩陣得到重構(gòu)的期望信號協(xié)方差矩陣；

所述根據(jù)重構(gòu)的期望信號協(xié)方差矩陣獲取多個期望信號DOA估計結(jié)果，包括：

按照下式得到估計GNSS信號DOA：

式中，運算符·/·表示向量點除，表示第m次跟蹤環(huán)路迭代時的期望信號DOA估計結(jié)果，屬于所述期望信號DOA估計集合，e₁表示對重構(gòu)后的協(xié)方差矩陣進行特征分解時得到的第1個分解到的特征向量，a_st(θ₀,f)為映射到噪聲空間之前的期望信號空時二維導向矢量；

所述確定所述期望信號DOA估計集合中每個元素的后驗概率密度函數(shù)，包括：

按照下列公式估計每個元素的先驗概率密度函數(shù)：

式中，表示第m次跟蹤環(huán)路迭代時元素α_k的先驗概率密度函數(shù)，k＝1,…,K，K為所述期望信號DOA估計集合的元素數(shù)量，表示第m-1次跟蹤環(huán)路迭代中元素α_k的先驗概率密度函數(shù)；

根據(jù)估計的先驗概率密度函數(shù)確定對應的后驗概率密度函數(shù)；

所述根據(jù)所述期望信號DOA估計集合及所述后驗概率密度函數(shù)構(gòu)建對應的導向矢量，包括：

用先驗概率近似后驗概率密度函數(shù)，即：

式中，表示后驗概率密度函數(shù)；

按照下式得到導向矢量：

式中，表示導向矢量，a_st(α_k,f)表示對應元素α_k的導向矢量分量；

所述求解滿足所述TDL系數(shù)約束條件的最優(yōu)TDL系數(shù)，包括：

設置STAP波束形成器優(yōu)化模型為：

式中，表示所述導向矢量，w表示TDL系數(shù)，w^H表示w的共軛轉(zhuǎn)置矩陣，R表示所述信號協(xié)方差矩陣，N為GNSS接收機的均勻線性陣列的陣元數(shù)，Nis odd表示N為奇數(shù)；

對所述STAP波束形成器優(yōu)化模型進行優(yōu)化求解，以得到滿足所述TDL系數(shù)約束條件的最優(yōu)TDL系數(shù)。