收藏本站
《天津大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

卫星导航系统接收机抗干扰技术研究

崔玥  
【摘要】:卫星导航系统具有全能性、全天候、连续性和实时性等特点,能够为用户提供精确的定位、测速和授时服务,在军事和民用领域得到了广泛应用。由于卫星导航接收机所处的工作环境日益复杂,而且卫星信号容易受到有意或无意的干扰,卫星导航接收机的抗干扰能力成为其能否正常工作的关键问题。研究卫星导航接收机抗干扰技术,对于提高卫星导航系统在复杂电磁环境下的工作性能、增强其在各种环境中的适用性具有重要意义。 本文对卫星导航系统接收机抗干扰技术进行了深入的研究,以GPS系统为例,重点研究了强干扰下相干GPS信号波达方向(DOA)估计、非平稳干扰抑制和稳健波束形成干扰抑制三方面的问题,主要创新点如下: 针对同时存在强干扰、相干GPS信号且具有较低信噪比的复杂传播环境,提出了基于对称均匀线阵的相干GPS信号DOA估计算法。该算法利用干扰和噪声的二阶统计特性,采用正交投影抑制干扰、空间差分消除噪声,提取了相干GPS信号,并改进了重构矩阵的结构以充分利用所有数据参与解相干,实现了强干扰下相干信号的DOA估计。在此基础之上,为了使DOA估计算法适用于普通均匀线阵,并进一步提高GPS复杂传播环境下DOA估计的准确性,提出了基于斜投影的相干GPS信号DOA估计算法。该算法将斜投影算子引入DOA估计,同时抑制了干扰和噪声,无失真的提取了能量极其微弱的相干GPS信号,然后采用修正的前后向空间平滑方法解相干,显著提高了相干信号DOA估计的准确性。仿真结果表明,即使在低信噪比、高干信比的情况下,该算法也具有更加准确的DOA估计性能。上述算法实现了GPS复杂传播环境下的信源参数估计,为自适应波束形成干扰抑制算法提供了先验信息,有助于提高GPS接收机抗干扰性能。 针对非平稳干扰中最常见的LFM干扰,提出了基于分数阶傅里叶变换(FRFT)的空时域子空间投影干扰抑制算法。该算法将FRFT引入非平稳干扰抑制,并将传统的单阵元子空间投影扩展为多阵元的空时域子空间投影,有效抑制了LFM干扰,提高了输出信干噪比。在此研究基础之上,进一步考虑了同时存在非平稳干扰、相干GPS信号的复杂情况,将斜投影算子引入非平稳干扰抑制,提出了基于FRFT的空时子空间斜投影LFM干扰抑制算法。理论分析和仿真实验表明,该算法不仅可以去除LFM干扰、抑制相干GPS信号,而且能够无失真的保留期望GPS信号,显著改善了抗干扰性能,适合在GPS复杂传播环境中应用。 针对导向矢量失配情况下,常规波束形成器输出性能下降的问题,提出了一种基于子空间的稳健波束形成干扰抑制算法。该算法利用接收信号各子空间相互正交的特性,结合导向矢量不确定集的约束条件,估计了最优方向矢量,并将其代入波束形成器求取了最优权矢量。通过仿真对算法性能进行了验证,结果表明该算法对导向误差具有较好的稳健性,而且能够提高波束形成的输出信干噪比。在此基础之上,进一步考虑了导向矢量失配、相干GPS信号同时存在的情况,提出了多径环境下稳健波束形成干扰抑制算法。该算法引入了零空间标准正交基,在无需已知衰减因子的情况下预先滤除了相干GPS信号,然后在不确定集范围内估计了最优方向矢量,并结合预处理后的数据求取了最优权矢量,实现了稳健波束形成干扰抑制。仿真结果表明,该算法不仅提高了波束形成的稳健性,而且能够抑制相干GPS信号与干扰,改善了抗干扰性能。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TN965.5

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 倪淑燕;程乃平;刘童岭;;迭代更新导向矢量的稳健波束形成算法[J];电讯技术;2009年11期
2 张长隆,王展,周良柱;线性调频脉冲压缩雷达杂波统计模型分析[J];电波科学学报;2004年02期
3 刘皓;;新颖的Chirp通信系统同步方法[J];电子科技大学学报;2009年06期
4 廖桂生,保铮;基于高阶统计量的自适应非线性波束形成新算法[J];电子学报;1997年03期
5 张玉恒;吴启晖;王金龙;;基于时频加窗短时傅里叶变换的LFM干扰抑制[J];电子与信息学报;2007年06期
6 贺鹏飞;吕英华;张洪欣;王野秋;;基于Chirp-BOK调制的超宽带无线通信系统研究[J];南京邮电大学学报(自然科学版);2006年02期
7 孙家栋;;北斗卫星导航系统发展之路[J];太空探索;2010年07期
8 狄旻珉,张尔扬;一种多级GPS抗干扰接收机设计[J];通信学报;2005年11期
9 郭艺;张尔扬;沈荣骏;;多步迭代降维方法研究[J];通信学报;2007年09期
10 王李军;;基于阵列天线的高性能导航系统设计与分析[J];微波学报;2010年S1期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 郭艺;GPS接收机空时抗干扰理论与实现关键技术研究[D];国防科学技术大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 徐立;卫星导航接收机时频联合干扰抑制算法研究[D];电子科技大学;2008年
2 李平;基于周期平稳特性的GPS自适应抗干扰技术研究[D];中国民航大学;2008年
3 王长生;导航接收机时频域干扰抑制技术研究及实现[D];电子科技大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王登伟;吕英华;张博;刘兵;;基于光纤无线电的优化自适应波束形成算法[J];半导体光电;2007年05期
2 赵红;刘桥;;一种低旁瓣的子阵级数字波束形成方法[J];兵工自动化;2009年11期
3 杨宽;;论卫星导航的法律规制[J];北京航空航天大学学报(社会科学版);2011年05期
4 杨小明;陶然;;基于分数阶Fourier变换和ESPRIT算法的LFM信号2D波达方向估计[J];兵工学报;2007年12期
5 梁国龙;张锴;付进;张瑶;李利;;单矢量水听器的高分辨方位估计应用研究[J];兵工学报;2011年08期
6 卢海杰;章新华;熊鑫;;流形分离在非均匀圆阵上的应用[J];兵工学报;2011年09期
7 谭渊;杨勇;袁乃昌;;超分辨谱估计法在测速雷达中的应用[J];兵工学报;2011年11期
8 卞红雨;王珺琳;;基于垂直矢量阵的相干信号方位估计算法[J];兵工学报;2012年05期
9 张勇;陈正阳;;GPS在军事后勤保障中的应用[J];北京测绘;2008年04期
10 黄志洵;;空间和时间的科学意义[J];中国传媒大学学报(自然科学版);2008年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 林亭;曾新吾;孙海洋;;欠空间采样率下相位在DOA估计中的应用[A];中国声学学会第九届青年学术会议论文集[C];2011年
2 邓志鑫;赵彦雷;司东晓;;GNSS终端抗干扰技术综述[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
3 刘鹏;胡博;徐振兴;魏婵娟;;数字波束形成抗干扰算法在GNSS导航系统中的应用[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S07北斗/GNSS用户终端技术[C];2012年
4 王向红;王海涛;;空间信号处理中的信息融合技术研究[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
5 苏保伟;王永良;周良柱;;辅助天线不同排列形式及位置变化对SLC影响[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
6 黄小锋;周先敏;;FSK/PSK雷达杂波的建模与仿真[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
7 杨玲君;孙洪;韩谷静;;基于实值系统的自适应波束形成[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
8 姜一;杨华;邱天爽;;基于内插阵列变换的均匀圆阵DOA估计[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
9 张莉;杨宾;吴瑛;;LTI系统的频率响应在阵列校正中的应用[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
10 李志臣;何培宇;董薇薇;;基于传播算子的宽带DOA估计新算法[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 殷复莲;同步CDMA系统NBI识别及抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 丁国强;惯性导航系统传递对准技术关键问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 宋洪涛;GPS接收机抗干扰技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 李关防;模态域信号处理在水声中的应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 于蕾;OFDM系统的信道估计技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 么彬;多子阵波束域高分辨水声成像技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 张进;宽带阵列信号波达方向估计算法研究[D];中国科学技术大学;2010年
8 周金;基于声表面波技术的无线通信系统的研究[D];南开大学;2010年
9 王怀军;MIMO雷达成像算法研究[D];国防科学技术大学;2010年
10 郭熙业;主动声呐海底混响信号的合成方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张海社;智能天线算法的研究[D];山东科技大学;2010年
2 李婧琳;基于探地雷达的刚性路面板下脱空系统识别方法[D];郑州大学;2010年
3 吕妍妍;Chirp FSK可靠性水声通信技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 宋俊才;超分辨DOA估计方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 吕学龙;基于IR-UWB的室内无线通信定位技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 洪伟;基于ARM的GPS接收机导航解算模块设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 陈超;传播算子算法DOA估计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 魏挺;相干信号二维DOA估计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 孙成朋;DS-SS信号源定位技术研究及仿真[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 徐梁;基于盲信号分离和阵列扩展的主动声纳目标回波信号提取[D];哈尔滨工程大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 Mohamed E A;王永芳;谈展中;;用于GPS接收机的自适应算法抗干扰性能比较[J];北京航空航天大学学报;2006年05期
2 王忠,黄顺吉;GPS抗干扰自适应圆阵性能的研究[J];电波科学学报;1997年04期
3 张东和,萧佐;GPS信号的多普勒效应分析[J];电波科学学报;2002年01期
4 朱春华,穆晓敏;DSSS系统中线性调频干扰抑制技术研究[J];电波科学学报;2003年03期
5 罗贤云,张忠治;地物雷达杂波空间相关特性的测量与分析[J];电波科学学报;1995年03期
6 陈宇欣,何振亚;基于特征结构提取的盲自适应波束形成算法[J];东南大学学报;1998年05期
7 孟建,王春丽,李其勤;量化位数对GPS转发干扰的影响研究[J];电子对抗技术;2002年02期
8 康翔;张卜瑞;;高速I/O接口技术[J];电子工程师;2008年05期
9 高世伟,保铮;一种用于相干和不相干窄带信号源高分辨的广义信号子空间估计方法[J];电子学报;1990年04期
10 保铮,廖桂生,吴仁彪,张玉洪,王永良;相控阵机载雷达杂波抑制的时-空二维自适应滤波[J];电子学报;1993年09期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王李军;GPS接收机抗干扰若干关键技术研究[D];南京理工大学;2006年
2 狄旻珉;GPS抗干扰接收技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 卢昕;基于DSP的GPS接收机天线抗干扰技术研究[D];武汉大学;2004年
2 梁康;GPS干扰机的设计[D];武汉大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李高鹏,李雷,许荣庆;基于海杂波保持的高频地波雷达干扰抑制方法研究[J];电波科学学报;2005年03期
2 王伟;曹祥玉;王帅;刘涛;;改进的圆形自适应抗干扰天线阵性能研究[J];微波学报;2008年06期
3 林峰,倪巍,王宗欣;智能天线中一种抑制干扰的波束形成算法[J];复旦学报(自然科学版);2002年02期
4 何善宝;刘崇华;林益明;;LDPC码在卫星导航系统中的应用(英文)[J];航天器工程;2009年03期
5 张兰;肖长春;韩志学;王兵;;GPS接收机窄带干扰抑制新方法[J];中国惯性技术学报;2008年01期
6 蔡志武;楚桓林;;GPS导航对抗策略与技术分析[J];全球定位系统;2006年02期
7 吴莉莉;尚勇;梁斌;廖桂生;;有频偏的OFDM信号的抗干扰迭代式接收机[J];电子与信息学报;2006年11期
8 柴立功,罗景青;一种强干扰条件下微弱信号DOA估计的新方法[J];电子与信息学报;2005年10期
9 王昆,王宇,蒋蜀革,邢涛,王砚方;数字多波束形成在SHARC处理器上的实现[J];数据采集与处理;1999年04期
10 张蓓,李学武,郭宁;智能天线下行链路的波束形成技术与应用[J];无线电工程;2003年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 邓可教;储昭坦;吕伟国;;有限焦距波束形成在汽车噪声源识别中的应用[A];中国声学学会2006年全国声学学术会议论文集[C];2006年
2 鄢社锋;马远良;;基于二阶锥规划的稳健高增益波束形成[A];2004年全国水声学学术会议论文集[C];2004年
3 张艳芹;方世良;;波束形成中多目标分辨率研究[A];2009年全国水声学学术交流暨水声学分会换届改选会议论文集[C];2009年
4 祝顺燕;孟桥;;基于AR谱的声矢量传感器阵的波束形成[A];2004年全国物理声学会议论文集[C];2004年
5 李祖洪;郑晋军;张立新;;GPS有效载荷发展对北斗系统的启示[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
6 许友哲;高源;何金帅;李健;张磊;;北斗二代与GPS兼容定位分析[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S07北斗/GNSS用户终端技术[C];2012年
7 唐建生;孙超;;基于子阵合成的宽带波束形成方法[A];中国声学学会2005年青年学术会议[CYCA'05]论文集[C];2005年
8 蒋斌;许勇;杨军;;基于最小二乘法的球面麦克风阵列波束形成技术[A];中国声学学会2009年青年学术会议[CYCA’09]论文集[C];2009年
9 张揽月;杨德森;;矢量水听器高分辨率波束形成[A];中国声学学会2002年全国声学学术会议论文集[C];2002年
10 罗雪峰;张明之;;基于线阵的舰船辐射噪声水平分布特性分析方法研究[A];2009年全国水声学学术交流暨水声学分会换届改选会议论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 徐卫东;“格洛纳斯”挑战GPS霸主地位[N];中国国防报;2008年
2 李大光 杨叶;离开GPS,美军能打仗吗?[N];中国国防报;2010年
3 刘红;GPS变电巡检机器人落户嘉兴[N];国家电网报;2009年
4 记者 章迪思;用“GPS”还是“北斗”?用户说了算[N];解放日报;2011年
5 本报记者 苏伟;GPS一旦崩溃 电力行业拿什么应对[N];中国电力报;2009年
6 本报记者 李金金;北斗导航挑战GPS[N];北京科技报;2011年
7 郭卫锋;芜湖建成GPS服务系统[N];中国测绘报;2008年
8 ;安华高推出完整射频模块[N];人民邮电;2008年
9 侯新军 赵迎红;GPS解水库权属纠纷[N];中国测绘报;2008年
10 记者 梁晶晶;贵阳市公安局GPS定位锁定事发现场[N];法制生活报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 崔玥;卫星导航系统接收机抗干扰技术研究[D];天津大学;2012年
2 刘春静;超分辨DOA估计及鲁棒波束形成技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 李平;智能GPS天线系统中的若干关键技术研究[D];西安电子科技大学;2007年
4 陈磊;无线通信系统中的自适应与协作波束形成技术研究[D];山东大学;2011年
5 刘凯;声呐波束形成鲁棒性及算法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 杨志群;天波超视距雷达信号处理方法研究[D];南京理工大学;2003年
7 王阶;MIMO系统中的定向干扰抑制研究[D];电子科技大学;2010年
8 黄蕾;智能天线中DOA估计技术及相应波束形成技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
9 王晓峰;成像声纳波束形成新技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
10 郭伟;水下监测系统中目标探测若干关键技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭强;MIMO无线通信系统中的波束形成与天线配置[D];上海交通大学;2010年
2 王少冬;声呐波束形成技术及其DSP实现研究[D];西北工业大学;2003年
3 张金圈;基于波束形成技术的噪声源识别与声场可视化研究[D];合肥工业大学;2010年
4 郭庆华;自适应波束形成与超分辨参数估计方法研究[D];西安电子科技大学;2004年
5 高康强;智能天线波束形成技术研究[D];西安电子科技大学;2002年
6 陶琴;MU-MIMO系统准正交空时编码联合波束形成技术研究[D];武汉理工大学;2010年
7 陈军;GPS接收机单向授时算法研究[D];解放军信息工程大学;2010年
8 李俊峰;智能天线技术及其基于软件无线电实现的研究[D];湖南大学;2004年
9 唐建生;时域宽带波束形成方法及实验研究[D];西北工业大学;2004年
10 曹东;智能天线中阵列信号处理算法的研究[D];南京理工大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026