全球定位系统(Global Position System, GPS)系统能够全天时、全天候的为用户提供精确的导航信息,在军用及民用等诸多领域获得广泛应用。但由于卫星导航接收机所处环境日益复杂、信号到达地面的功率非常弱,其中还常伴随各种人为干扰信号,导致其容易受到各种干扰的影响。为保证GPS系统正常的工作,消除空间干扰的影响,提高系统输出信干噪比(Signal to Interference Plus Noise Ratio, SINR),本课题针对GPS接收机稳健波束形成算法展开研究。首先,介绍GPS信号及信号处理技术的理论知识,其中包括GPS信号的基本理论、阵列信号处理模型以及最优统计波束形成的基本准则。介绍了几种常用的波束形成算法:最小方差无失真响应(MVDR)波束形成算法和采样矩阵求逆(SMI)波束形成算法。同时分析了天线阵列误差因素及导向矢量失配对自适应波束形成算法的影响,由此引出了稳健自适应波束形成算法:对角加载(DL)自适应波束形成算法和特征子空间(ESB)自适应波束形成算法。其次,介绍了经典的入侵杂草算法,并将其应用于波束形成问题。针对该算法易于陷入局部最优解,寻优速度慢、寻优精度低等问题。提出了快速入侵杂草优化(QIWO)算法,该算法的方差函数采取S型进化曲线,使得适应度大的植株分发方差大;适应度小的植株方差较小,保证了方差快速收敛到全局最优解。为进一步提高寻优精度,在此基础上继续改进,提出了改进的混合入侵杂草优化(IHIWO)算法,该算法中,方差函数以分段的形式来表示。在进化初期,建立起种子分发方差σ与适应度f的S型函数对应关系,保证算法在寻优初期具备较强的全局搜索能力,能够快速的定位全局最优值区域。在进化后期,采用指数型的曲线对应关系,进一步提高算法收敛精度。最后进行了相关的实验,验证了改进的混合杂草算法应用于GPS接收机自适应波束形成有效性。然后,介绍了 GPS接收机误差的来源,并分析误差对GPS接收机性能的影响。对旋转子空间导向矢量估计(SVER)波束形成进行改进,提出改进的旋转子空间导向矢量估计(Improved Steer Vector Evaluation of the Rotating the Subspace,ISVER)自适应波束形成算法。ISVER根据输入信号特性,给出具体的导向矢量正交子空间维数计算公式;同时根据输入信号特征构造K-R子空间及协方差矩阵,通过将采样协方差矩阵向信号K-R子空间投影,来消除采样数据协方差矩阵的估计误差。从而使ISVER能够在较少快拍下收敛到较高精度。最后,介绍了 GPS接收机的总体结构,我们分别将IHIWO算法及ISVER算法应用于GPS接收机的自适应波束形成,并进行了相应的仿真分析。实验证明:基于IHIWO算法的GPS接收机自适应波束形成算法具有快速的收敛能力及较强的抗干扰能力;基于ISVER算法的GPS接收机自适应波束形成算法对协方差矩阵的估计精度高,在较小快拍下的收敛速度快。