导航接收机空域自适应干扰抑制技术研究及实现

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卫星导航定位系统凭借其高精度定位、授时的技术优势和全天候、实时性、连续性和被动式导航定位的工作特点,不仅为武器平台、部队乃至单兵提供高精度的时间信息和导航定位服务,同时在民用方面也有许多应用,例如在海洋救援、车辆导航等领域都有着非常重要的作用。然而由于卫星离地球很远,到达地面的卫星信号电平相当低,使得卫星导航接收机很容易受到各种有意或者无意干扰的影响,从而引起接收机的失锁,最终导致导航接收机无法正确地完成导航定位功能。因此,为了使卫星导航接收机能在各类干扰环境下正常工作,进行抗干扰导航接收机的研究就势在必行。本文着眼于增强卫星导航接收机天线部分的抗干扰能力。研究了基于阵列天线与自适应算法的设计方法。在自适应抗干扰算法的研究方面,采用理论分析和MATLAB软件仿真相结合的论证方法来比较功率倒置算法以及RLS算法的抗干扰性能,验证了所选用天线阵型的性能以及算法的有效性,并提出了以归一化功率倒置自适应算法作为抗干扰系统设计的核心。紧接着就单纯空域处理的不足,分析了基于导航接收机中空时联合抗干扰技术的优点。重点研究了基于子空间投影的空时抗干扰方法,该方法通过利用多级维纳滤波特性,使得抗干扰算法不仅计算量大幅度下降,同时干扰抑制性能基本不受影响,具有较高的可行性和实用性,仿真结果验证了该方法对窄带和宽带干扰均有效。然后,提出了改进了基于子空间投影的空时抗干扰算法,改进后的算法即使在数据精度有限的情况下,抗干扰性能基本没有影响,这样一来,说明了改进后的算法更加有利于实际工程应用。最后,从工程应用角度,并且考虑到实际的干扰环境和本项目研究的前期阶段,在FPGA上实现了功率倒置自适应算法以及本文提出了归一化功率倒置自适应算法。实验结果表明本设计方案在资源和速度都兼顾的前提下,也能够对强压制式窄带和宽带干扰进行有效的抑制。
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