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卫星导航接收机时频抗干扰算法

权友波  
【摘要】: 随着GPS在各个领域的广泛应用,对GPS系统的干扰及抗干扰技术的研究越来越引起人们的重视。GPS采用的扩频系统有一定的抗干扰容限。但由于GPS接收机接收的导航信号非常弱,其标称电平为-160dBW,在人为恶意干扰的情况下GPS信号极易受到破坏以致无法正常工作。因此对GPS系统抗干扰技术的研究显得极其重要。本文将时频分析中的小波包理论应用于GPS接收机抗干扰算法技术,用小波包算法抑制GPS信号中几种不同类型的干扰。 GPS信号的抗干扰算法一直是人们的研究热点。众多学者从空域、时域、变换域的角度分别研究了其抗干扰算法。本文考察的干扰类型包括时变的非平稳信号,从时频分析理论中选取小波包变换作为抗干扰算法的理论基础。通过对不同小波基性能比较,选择适用于BPSK调制GPS信号的bior小波基,从理论上给出了利用小波包抑制干扰的阈值门限。将受到人为恶意污染的GPS信号进行小波包分解,分解为不同频段的若干子带,通过与阈值进行比较,滤除受污染子带。最后反变换为GPS导航信号,完成整个干扰抑制操作。 文章首先介绍了GPS卫星导航系统的主要组成部分,几种干扰类型,常用的抗干扰算法以及如何定量的计算干扰对GPS导航信号的影响。然后详细介绍了小波包定义,小波包在抑制干扰方面的理论,并推导出了阈值门限,对利用小波包变换的几个注意事项进行了说明,选出适用于GPS信号的bior小波基。然后给出了GPS导航信号的一些参数设置,运用这些参数构建Monte Carlo模型来分析干扰对GPS导航信号的影响。再加入了干扰抑制模块,分别完成对单音干扰,多音干扰,窄带干扰,线性调频干扰的误码率曲线,并与STFT算法进行比较。通过仿真说明了小波包方法对抑制窄带干扰以及非平稳干扰的有效性。


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